CRISPR 2023 yılını patlamayla kapattı.

In KasımGen düzenleme aracı, Birleşik Krallık'ta orak hücreli anemi ve beta-talasemi tedavisinde ilk klinik onayını aldı. Bu ağrılı kan bozukluklarına, kan hücrelerinin şeklini bozan ve oksijen verme yeteneklerini sınırlayan tek bir genetik yazım hatası neden olur.

Birkaç hafta sonra, ABD'deki Gıda ve İlaç İdaresi orak hücre tedavisine yeşil ışık yaktı ve gelecek yılın Mart ayına kadar beta-talasemi konusunda karara varacak. A Avrupa İlaç Ajansı Düzenleme komitesi kısa süre sonra terapi için bir onay yayınladı ve bu da muhtemelen Avrupa'da mevcut olacağını öne sürdü. Hatta onay bir skeçe ilham kaynağı oldu on Saturday Night Live.

Tüm bu tantananın bir nedeni var. CRISPR-Cas9 ilk olarak bakteriyel bir savunma mekanizması olarak keşfedildi. İnsan hücrelerinde ilk kez test edilmesinden bu yana geçen on yıldan biraz fazla bir süre içinde teknoloji, biyoteknolojinin çehresini değiştirdi ve bize yaşamın planını düzenlememiz için hassas araçlar sağladı.

İnsan genomunun haritasını çıkardığımızdan beri bilim adamları, genetik hastalıkları tedavi etmek için mutasyona uğramış genleri sağlıklı olanlarla değiştirmeyi hayal ettiler. Bu yıl CRISPR bu vizyonu hayata geçirdi. Yeni onaylanan gen editörü Casgevy, hastaların kemik iliğinden izole edilen kök hücrelerdeki genetik aksaklıkları düzeltiyor. Düzenlenen kök hücreler vücuda geri verildiğinde, vücudun her yerine oksijen dağıtan sağlıklı kan hücrelerine yol açar.

Ancak karmaşıklığına rağmen CRISPR'ın sorunları var. Araç, DNA'nın her iki şeridini de kesiyor; bu da, kanseri tetikleyen genleri etkinleştiren mutasyonlar gibi tehlikeli mutasyonlara neden olabiliyor. Ayrıca yanlışlıkla genomun ilgisiz kısımlarını kesebilir ve yan etkileri tetikleyebilir.

CRISPR tartışılmaz bir atılımdır ve denemeye değerdir. Nobel Ödülü. Ancak belki de daha heyecan verici olanı, bunun yalnızca birinci nesil bir araç olması ve önümüzdeki on yıllar boyunca biyoteknolojiyi yeniden şekillendirmeye devam etme potansiyeline sahip olmasıdır.

Aileyi Genişletmek

CRISPR tarifinin iki ana bileşeni vardır: genomu kesen veya çentikleyen bir "makas" proteini ve makası hedef gene bağlamak için bir "kan köpeği" RNA kılavuzu. Tarifin çeşitlendirilmesi, her biri kendi uzmanlığına sahip olan bir gen düzenleme araçları dünyası ile sonuçlanır. Bazıları tek genetik harfleri değiştirirken, diğerleri ikisini birden kesmek yerine bir DNA zincirini kesiyor. Tarife rağmen nihai amaç aynı: herhangi bir genomun herhangi bir bölümünü istenildiği gibi hassas bir şekilde düzenlemek.

Bu yıl CRISPR ayrıca başka bir teknoloji güçlüsü ile birlikte çalıştı.yapay zeka—gen düzenlemenin sınırlarını zorlamak.

Örneğin bilim insanları mevcut gen düzenleme araçlarını optimize etmek için yapay zekayı kullandı. Makine öğrenimi yardımcı oldu hedef dışı etkileri tahmin etmek CRISPR araçlarında DNA yerine RNA'yı hedef alarak aracın terapötik kapsamını genişletiyor. Ve protein yapısını tahmin eden AlphaFold'a dayalı bir algoritma, yuvalanmış genetik kesitleri daha hassas hale getiren daha küçük CRISPR proteini "neşterleri" üzerinde. Küçültülmüş gen editörlerinin paketlenmesi ve genomik hedeflerine ulaştırılması da daha kolaydır.

Yapay zeka aynı zamanda CRISPR varyantlarının bilinen evrenini de genişletti. Antarktika kıyılarından köpek tükürüğüne kadar egzotik kaynaklardan toplanan devasa genetik materyal veritabanlarını inceleyen bir algoritma keşfetti Bakterilerdeki yüzlerce potansiyel CRISPR varyantı nadirdir ancak insan genomunu düzenlemek için kararlı ve etkilidir.

Veri madenciliği ayrıca şaşırtıcı bir şekilde CRISPR benzeri mekanizmaları da buldu. hayatın başka bir dalı—ökaryotlar. Bunlar mantarları, algleri ve hayvanları içerir, ancak CRISPR'ın ilk keşfedildiği bakterileri içermez. Fanzors adı verilen bu sistemler, CRISPR'a benziyor ancak yalnızca farklı bileşenler içeriyor. İlk çalışmalar, Fanzors'un, yakındaki DNA veya RNA'ya minimum ikincil hasarla insan hücrelerine genetik bilgi ekleyip sildiğini ve belirli genomik bölgeleri hedeflemek için kolayca yeniden programlanabildiğini buldu.

Başka bir deyişle: Keşfedilmeyi bekleyen daha da geniş bir gen düzenleme araçları dünyası var.

Yeni Bir Klinik Dalga

CRISPR tabanlı bir tedaviye yönelik dönüm noktası niteliğindeki onay, temel ve birincil düzenleme de dahil olmak üzere yeni nesil teknolojiler için zemin hazırlıyor.

2016 yılında geliştirilen baz düzenleme, her ikisini de kesmek yerine tek bir DNA ipliğini keserek istenmeyen parçaların kesilmesi olasılığını çok daha azaltıyor. O zamandan beri bilim insanları “makas” proteinini yeniden tasarladı İstenmeyen DNA hasarını daha da en aza indirmek ve bileşenlerin boyutunu küçültmek, böylece güvenli virüsleri veya nanopartikülleri hücrelere kolayca aktarabilmelerini sağlamak.

Bu yıl temel düzenleme, kişinin bağışıklık hücrelerini kanserle savaşmak için güçlendiren bir tedavi olan CAR-T terapisiyle bir araya geldi. Burada kişinin T hücreleri çıkarılır ve hedeflerini daha iyi avlayacak şekilde tasarlanır. İddialı bir deneme Lösemide tümör hücrelerini aramalarına ve yok etmelerine yardımcı olmak amacıyla bağışıklık hücrelerindeki dört geni revize etmek için baz düzenlemeyi kullanıyor.

Terapi, doktorların vücut dışındaki kan üreten kök hücreleri çıkarmasını ve düzenlemesini gerektiren orak hücre hastalığı için FDA onaylı Casgevy'ye benzer. Hasta daha sonra hastalıklı hücreleri kemik iliğinden temizleyen ve düzenlenmiş hücrelere yer açan bir tedaviye tabi tutulur. Bu kök hücreler sonunda vücuttaki oksijeni artıran ve semptomları hafifleten sağlıklı kırmızı kan hücrelerine yol açar. Yaşamı değiştirse de bu tür bir tedavi uzun ve zordur. Tedavi başlamadan önce hastaların en az bir ayı hastanede geçirmesi gerekebilir, bu da zaten fahiş bir tedavi faturasına katkıda bulunur.

Bir alternatif ise "tek seferlik" çekimdir.

Bu yıl bir küçük klinik deneme Genetik olarak tehlikeli derecede yüksek kolesterol düzeylerine yatkın olan kişilerde, baz düzenleyicilerin tek bir atışıyla atardamarları tıkayan yağları yüzde 55 oranında azalttı ve sonuçların potansiyel olarak ömür boyu sürmesi mümkün oldu. Tarafından geliştirilmiş Verve TerapötiklerBu deneme, insanlarda kronik bir hastalık için temel düzenlemeyi kullanan ilk çalışma olma özelliği taşıyor.

Belirli bir kişinin biyolojisine özel olarak tasarlanmış kanser tedavilerinin aksine, tedavi kullanıma hazırdır ve potansiyel olarak teknolojiyi daha düşük maliyetlerle kitlelere ulaştırır. Bilim insanları araştırıyorlar için benzer tedaviler kistik fibrozakciğerlere ve sindirim sistemlerine zarar verir.

Bu arada, birincil düzenleme de klinik denemeler için çabalıyor. 2019'te piyasaya sürüldüteknoloji, çarpıcı hassasiyeti nedeniyle gen düzenlemeyi fırtınaya soktu. O zamandan bu yana bilim insanları, verimliliğini daha da artırmak için sistemi optimize etti. Optimizasyon meyvesini veriyor: Başbakan TıpYöntemin mucidi tarafından kurulan bir biyoteknoloji şirketi, vücudun enfeksiyonlara karşı koruma yeteneğini azaltan kalıtsal bir hastalık olan kronik granülomatöz hastalık için önemli bir düzenleme klinik denemesi başlatıyor.

Genlerden Epigenoma

Gen editörü olarak bilinen CRISPR, yakın zamanda kapsamını genişletti. epigenom— genlerin ne zaman açılıp kapanacağını kontrol eden bir mekanizma ailesi. Zaten başarının izleri var. İnsan olmayan primatlar üzerinde yapılan bir çalışmada, bir genin kapatılması Epigenetik düzenlemenin kullanılması tehlikeli kolesterol seviyelerinin düşürülmesine yardımcı oldu ve etkileri neredeyse bir yıl sürdü.

Epigenom düzenlemenin avantajları vardır. Genomu doğrudan değiştirmediği için muhtemelen klasik CRISPR'dan çok daha güvenlidir. Aynı zamanda, belirgin semptomlar olmadan bile vücutta gizlenen hepatit B veya HIV gibi kronik enfeksiyonları da ortadan kaldırabilir.

Hiç şüphe yok ki, CRISPR çılgınca bir ilerleme kaydetti. Çalışmalarda olan çok sayıda klinik denemeyle birlikte, bir başka dönüm noktası yılı daha bekleniyor. Prime kurgunun mucidi Dr. David Liu olarak 2019 dedi: “Bu son değil başlangıç.”

Resim Kredi: Süfyan / Unsplash

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/12/26/crispr-gene-editing-had-a-breakthrough-year-and-its-only-getting-started/