Felhívjuk figyelmét: A következő cikket más hagyományos terápiák is tartalmazzák, mivel a humán orvosláson kívül még nincs külön szakasz a kísérleti molekuláris biológiai módszerekhez. A CRISPR / Cas módszer egy molekuláris biológiai módszer a DNS célzott vágására és módosítására (genomszerkesztés; gén olló). 1987-ben a tudósok felfedeztek egy korábban nem figyelt adaptívat immunrendszer az E. coliban. Ez a DNS-en belüli, úgynevezett CRPSPR szekvenciákon alapul (rendszeresen csoportosítva, rövid palindrómás ismétlésekkel). Az E. coli integrálja a bakteriofágok DNS - jét vírusok amelyekre szakosodtak baktériumok mint gazdasejtek) saját DNS-jének CRSPR-szekvenciáját, így átírva egy crRNS-t (a DNS-t átírva RNS-be). A crRNS mind a spacer, mind az ismétlődő szekvenciákból áll. A távtartó szekvenciák a baktériumok. Az úgynevezett trRNS (tracrRNS) a megismételt szekvenciákhoz kötődik. Toborozza a CAS9 enzimet. Jelenleg egy komplex van jelen - a crRNS: tracrRNS: Cas9 komplex -, amely képes megkötni a crRNS űrszekvenciáival komplementer bakteriofág DNS-t. Úgynevezett endonukleázként (DNS-vágó enzim, tehát restrikciós enzim) a CAS9 kettős szálú módon vágja le a vírus DNS-ét, ami végül replikációs képtelenséghez vezet (azaz nincs további replikáció és következésképpen nincs további integráció). Több mint egy évtizede ezt az eljárást hangsúlyosan alkalmazzák a genomszerkesztés kutatásában. A leírt „crRNS: tracrRNS: Cas9 komplex” univerzálisan alkalmazható növényekre és állatokra, és lehetővé teszi a gének eltávolítását (törlését) és végső csendesítését. A kutatáson kívüli felhasználást több mint 5 éve találták a mezőgazdaságban és az élelmiszer-kultúrákban az aszálytűrés, valamint a vírusos kórokozók elleni immunizálás fokozása érdekében. Az eljárás később alkalmazható lehet a humán gyógyászatban. 2020 óta először van gyógyító terápiás megközelítés egy veleszületett betegség esetén szív hiba (vitium) gyermekeknél. A vitamin a komplex örökletes betegség, a Noonan-szindróma (autoszomális recesszív vagy autoszomális domináns öröklődés) része. Miután megfejtette az LZTR1 kauzális változatait gén, a generált indukált pluripotens kardiomiociták megfelelő génkorrekciója (szív az ikrek őssejtjeiből. A gén szabályozza a sejtek differenciálódásának és növekedésének alapvető jelátviteli útjait.
A potenciális terápia előtt az emberi orvoslásban
A szülők örökletes rendellenességeinek molekuláris genetikai vizsgálata, beleértve az átfogó vizsgálatot is genetikai tanácsadás.
Az eljárás
Az eljárás hasonló az E. coli védekezési mechanizmusához, amelyet a immunrendszer. Ebben a folyamatban a crRNS távtartó része módosítható a szekvencia-specifikus kettős szálú komplementer DNS vágására, célzott deléciókat eredményezve. A kémiailag módosított trRNS: crRNS molekulát GuideRNS-nek nevezzük. Ehhez két különböző crRNS-re van szükség: tracrRNS: Cas9 komplexekre, hogy a DNS két helyéhez kapcsolódhassanak. A DNS-fragmens eltávolítása után a 2. DNS-fragmensek enzimekkel segített kötése ligázokkal történik. Ez eltér a DNS-szekvencia puszta vágásától, mint a baktériumnál. Az évek során alapvető modellezési technikákkal egészült ki. Ezek nemcsak a deléciókat teszik lehetővé a DNS-szálon belül, hanem új DNS-nukleotidok hozzáadását (inszercióit) is lehetővé teszik. A legígéretesebb módosítás az elsődleges szerkesztés. Itt egy DNS-fragmens törlését és így eltávolítását követi egy új DNS-fragmens beillesztése. Az úgynevezett pegRNS (elsődleges szerkesztési útmutató RNS) itt elérhető a beillesztendő DNS átirataként. A reverz transzkriptáz segítségével a pegRNS-t átírják a DNS-be és beépítik a DNS-be, ismét ligázok felhasználásával. Az ehhez a folyamathoz szükséges CAS9 fehérje kétszálú vágások helyett egyszálúakat hoz létre. Ez lehetővé teszi az új DNS-fragmens pontos beillesztését a kivágott DNS-szálba, annak kiálló végeivel. Az új módosítás alapvető fontosságú a jövőben a „kóros” DNS-szekvencia „nem kóros” szerinti cseréjéhez egy örökletes betegség összefüggésében.
Terápia után
Ismét genomszűrést hajtanak végre, hogy megerősítsék a genomszerkesztés sikerét.
Lehetséges szövődmények
A guideRNS lehetséges bázistöbbletei miatt előfordulhatnak nem célhatások, azaz kötés a nem kívánt helyen. Ezek okozhatnak pontmutációkat (bázisváltozásokat), inszerciókat (további nukleotidok vagy DNS-szekvenciák beépítése a DNS-szekvenciába), deléciókat (… veszteség), transzlokációkat (a DNS helyzetének változása) és inverziókat (megfordult DNS-szegmens jelenléte) 180 fok). A CAS9 enzim nem minden esetben vág a kívánt helyen. A specifitás növekedése azonban már megvalósult a fehérje kialakításának megváltoztatásával. A CAS9 összekapcsolásával a szintén a Fokl endonukleázzal baktériumok, a specifikusság 1: 10,000 1-re növelhető (egyéb módosítások nélkül csak a specifikusság legfeljebb 2: XNUMX).
