Xin lưu ý: Bài viết sau đây đã được đưa vào trong các liệu pháp thông thường khác vì chưa có một phần riêng cho các phương pháp sinh học phân tử thực nghiệm ngoài y học của con người. Phương pháp CRISPR / Cas là một phương pháp sinh học phân tử để cắt mục tiêu cũng như sửa đổi DNA (chỉnh sửa bộ gen; gen cây kéo). Vào năm 1987, các nhà khoa học đã phát hiện ra một phương pháp thích nghi chưa được quan sát trước đây hệ thống miễn dịch ở E. coli. Điều này dựa trên cái gọi là trình tự CRPSPR (nhóm các đoạn lặp palindromic ngắn xen kẽ nhau thường xuyên) trong DNA. E. coli tích hợp DNA của vi khuẩn (nhóm virus chuyên về vi khuẩn như các tế bào chủ) trình tự CRSPR của DNA của chính nó, do đó phiên mã một crRNA (viết lại DNA thành RNA). CrRNA bao gồm cả trình tự đệm và trình tự lặp lại. Trình tự khoảng cách là trình tự được "trích xuất" từ vi khuẩn. Cái gọi là trRNA (tracrRNA) liên kết với các trình tự lặp lại được đặt tên. Nó thu nhận enzyme CAS9. Hiện nay đã có một phức hợp - phức hợp crRNA: tracrRNA: Cas9 - có khả năng liên kết bổ sung DNA của thực khuẩn với các trình tự không gian của crRNA. Là một cái gọi là endonuclease (enzyme cắt DNA, do đó là enzyme giới hạn), CAS9 cắt DNA của virus theo cách thức chuỗi kép, điều này cuối cùng dẫn đến không có khả năng sao chép (tức là không sao chép thêm và do đó không tích hợp thêm). Trong hơn một thập kỷ, quy trình này đã được sử dụng chú trọng trong nghiên cứu chỉnh sửa bộ gen. Được mô tả “crRNA: tracrRNA: Cas9 complex” được áp dụng phổ biến cho thực vật và động vật và cho phép loại bỏ (xóa) và làm im lặng cuối cùng của các gen. Một công dụng ngoài nghiên cứu đã được tìm thấy trong hơn 5 năm qua trong nông nghiệp và cây lương thực để chịu hạn cũng như tăng cường miễn dịch chống lại các mầm bệnh do vi rút gây ra. Quy trình này có thể được sử dụng trong y học con người sau này. Kể từ năm 2020, lần đầu tiên có một phương pháp điều trị chữa bệnh cho một căn bệnh bẩm sinh tim khiếm khuyết (vitium) ở trẻ em. Vitium là một phần của hội chứng Noonan bệnh di truyền phức tạp (di truyền lặn hoặc di truyền trội trên autosomal). Sau khi giải mã các biến thể nhân quả của LZTR1 gen, chỉnh sửa gen thích hợp của các tế bào cơ tim đa năng được tạo ra (tim tế bào cơ) từ tế bào gốc của cặp song sinh đã được thực hiện. Các gen điều chỉnh các con đường tín hiệu cần thiết cho sự biệt hóa và tăng trưởng của tế bào.
Trước khi liệu pháp tiềm năng này trong y học con người
Xét nghiệm di truyền phân tử cho các rối loạn di truyền ở cha mẹ bao gồm toàn diện tư vấn di truyền.
các thủ tục
Quy trình này tương tự như cơ chế bảo vệ của E. coli được mô tả trong hệ thống miễn dịch. Trong quá trình này, phần đệm của crRNA có thể được sửa đổi để cắt DNA bổ sung chuỗi kép cụ thể theo trình tự, dẫn đến xóa mục tiêu. Phân tử trRNA: crRNA được biến đổi về mặt hóa học được gọi là guideRNA. Điều này đòi hỏi hai phức hợp crRNA: tracrRNA: Cas9 khác nhau để gắn vào hai vị trí trên DNA. Sau khi loại bỏ đoạn DNA, sự liên kết với sự hỗ trợ của enzyme của các đoạn DNA thứ 2 xảy ra bởi các ligase. Điều này khác với việc cắt chuỗi DNA đơn thuần như ở vi khuẩn. Trong những năm qua, các kỹ thuật mô hình thiết yếu đã được bổ sung. Những điều này không chỉ cho phép xóa bên trong sợi DNA mà còn cho phép bổ sung (chèn thêm) các nucleotide DNA mới. Sửa đổi hứa hẹn nhất là chỉnh sửa chính. Ở đây, quá trình xóa và do đó loại bỏ một đoạn DNA được theo sau bởi việc chèn một đoạn DNA mới. Cái gọi là pegRNA (RNA hướng dẫn chỉnh sửa chính) có sẵn ở đây dưới dạng bản sao của DNA sẽ được chèn vào. Với sự hỗ trợ của enzym phiên mã ngược, pegRNA được phiên mã thành DNA và kết hợp vào DNA, một lần nữa sử dụng ligase. Protein CAS9 cần thiết cho quá trình này tạo ra các vết cắt sợi đơn thay vì sợi kép. Điều này cho phép đoạn DNA mới được đưa vào một cách vừa vặn chính xác vào sợi DNA đã cắt với các đầu nhô ra của nó. Sửa đổi mới là cơ bản để trao đổi chuỗi DNA "bệnh lý" theo chuỗi "không bệnh lý" trong tương lai trong bối cảnh bệnh di truyền.
Sau khi trị liệu
Một lần nữa, sàng lọc bộ gen được thực hiện để xác nhận sự thành công của việc chỉnh sửa bộ gen.
Biến chứng có thể xảy ra
Do có thể xảy ra sự không phù hợp cơ sở của guideRNA, các hiệu ứng ngoài mục tiêu, tức là, liên kết tại vị trí không mong muốn, có thể xảy ra. Những điều này có thể gây ra đột biến điểm (thay đổi cơ sở), chèn (kết hợp thêm nucleotide hoặc trình tự DNA vào một chuỗi DNA), mất đoạn (mất…), chuyển vị (thay đổi vị trí của DNA) và đảo ngược (sự hiện diện của một đoạn DNA bị biến 180 độ). Enzyme CAS9 không cắt ở vị trí mong muốn trong mọi trường hợp. Tuy nhiên, sự gia tăng độ đặc hiệu đã được thực hiện thông qua những thay đổi trong thiết kế protein. Ngoài ra, bằng cách liên kết CAS9 với một endonuclease Fokl, cũng có nguồn gốc từ vi khuẩn, độ đặc hiệu có thể được tăng lên 1: 10,000 (không có các sửa đổi khác, chỉ độ đặc hiệu lên đến 1: 2).
