Vă rugăm să rețineți: Următorul articol a fost inclus în alte terapii convenționale, deoarece o secțiune separată nu este încă disponibilă pentru metodele experimentale de biologie moleculară în afara medicinei umane. Metoda CRISPR / Cas este o metodă biologică moleculară pentru tăierea țintită, precum și modificarea ADN-ului (editarea genomului; genă foarfece). În 1987, oamenii de știință au descoperit o adaptare neobservată anterior sistemului imunitar în E. coli. Aceasta se bazează pe așa-numitele secvențe CRPSPR (grupate în mod regulat, intercalate repetări scurte palindromice) în ADN. E. coli integrează ADN-ul bacteriofagilor (grupuri de viruși care se specializează în bacterii ca celule gazdă) secvența CRSPR a propriului ADN, transcriind astfel un crARN (rescrierea ADN-ului în ARN). ARNc constă atât din secvențe distanțiate, cât și din secvențe repetate. Secvențele spațiale sunt secvențele „extrase” din bacterii. Așa-numitul trARN (tracrARN) se leagă de secvențele repetate numite. Recrutează enzima CAS9. Acum este prezent un complex - complexul crARN: tracrARN: Cas9 - care este capabil să lege ADN-ul bacteriofagului complementar secvențelor spațiale ale ARNc. Ca așa-numită endonuclează (enzimă de tăiere a ADN-ului, deci o enzimă de restricție), CAS9 taie ADN-ul viral într-o manieră dublă, ceea ce duce în cele din urmă la incapacitatea de replicare (adică nu există o replicare ulterioară și, prin urmare, nu există o integrare ulterioară). De mai bine de un deceniu, această procedură a fost utilizată cu accent în cercetarea de editare a genomului. Descrierea „complexului ARNc: tracrARN: Cas9” este universal aplicabilă plantelor și animalelor și permite îndepărtarea (ștergerea) și reducerea la tăcere a genelor. O utilizare în afara cercetării a fost găsită de mai bine de 5 ani în agricultură și culturi alimentare pentru toleranță la secetă, precum și îmbunătățirea imunizării împotriva agenților patogeni virali. Procedura ar putea fi utilizată ulterior în medicina umană. Din 2020, pentru prima dată, există o abordare terapeutică curativă pentru o boală congenitală inimă defect (vitium) la copii. Vitiul face parte din boala ereditară complexă sindromul Noonan (moștenire autozomală recesivă sau autozomală dominantă). După descifrarea variantelor cauzale ale LZTR1 genă, corectarea genică adecvată a cardiomiocitelor pluripotente induse generate (inimă celule musculare) din celulele stem ale gemenilor. genă reglează căile esențiale de semnalizare pentru diferențierea și creșterea celulelor.
Înainte de această terapie potențială în medicina umană
Testarea genetică moleculară a tulburărilor moștenite la părinți, inclusiv cuprinzătoare Consiliere genetică.
Procedura
Procedura este similară cu cea a mecanismului de apărare al E. coli descris în sistemului imunitar. În acest proces, porțiunea distanțieră a ARNc poate fi modificată pentru a tăia ADN-ul complementar dublu catenar specific secvenței, rezultând deleții țintite. Molecula trARN modificată chimic: crARN se numește ARN-ghid. Acest lucru necesită două complexe diferite de ARNc: tracrARN: Cas9 pentru a se atașa la două situri de pe ADN. După îndepărtarea fragmentului de ADN, legarea asistată de enzime a celui de-al doilea fragment de ADN are loc prin ligase. Acest lucru diferă de simpla tăiere a unei secvențe de ADN ca în bacterie. De-a lungul anilor, s-au adăugat tehnici esențiale de modelare. Acestea permit nu numai deleții în catena ADN, ci și adăugarea (inserții) de noi nucleotide ADN. Cea mai promițătoare modificare este editarea primară. Aici, o ștergere și astfel îndepărtarea unui fragment de ADN este urmată de inserarea unui nou fragment de ADN. Așa-numitul pegRNA (primul ghid de editare ARN) este disponibil aici ca transcriere a ADN-ului care urmează să fie inserat. Cu ajutorul unei transcriptaze inverse, pegRNA este transcris în ADN și încorporat în ADN, din nou folosind ligazele. Proteina CAS2 necesară pentru acest proces generează bucăți monocatenare în loc de bucăți dublu catenare. Acest lucru permite ca noul fragment de ADN să fie inserat cu o potrivire precisă în firul de ADN tăiat cu capetele sale proeminente. Noua modificare este fundamentală pentru schimbul secvenței ADN „patologice” în conformitate cu cea „nepatologică” în viitor, în contextul unei boli ereditare.
După terapie
Din nou, screening-ul genomului este efectuat pentru a confirma succesul editării genomului.
Posibile complicații
Datorită posibilelor nepotriviri de bază ale ARN-ului de ghidare, pot apărea efecte în afara țintei, adică legarea la locul nedorit. Acestea pot provoca mutații punctuale (modificări de bază), inserții (încorporarea de nucleotide suplimentare sau secvențe de ADN într-o secvență de ADN), ștergeri (pierderea de ...), translocații (schimbarea poziției ADN-ului) și inversiuni (prezența unui segment de ADN întors 180 de grade). Enzima CAS9 nu se taie în locația dorită în fiecare caz. Cu toate acestea, creșteri ale specificității au fost deja realizate prin schimbări în proiectarea proteinelor. De asemenea, prin legarea CAS9 la un endonuclează Fokl, derivat și din bacterii, specificitatea ar putea fi mărită la 1: 10,000 (fără alte modificări, numai specificitatea de până la 1: 2).
