CRISPR-sur-une-puce peut devenir un outil pour le diagnostic du cancer

CRISPR, enfant de la biologie moderne, en hausse par bonds. Il a grandi à incompréhensibles partie bactérienne protectrice du système immunitaire est un outil pour traiter des maladies génétiques, l'amélioration de micro-organismes, l'amélioration de la production de nourriture et la destruction des insectes nuisibles. Depuis que les scientifiques ont adopté cet outil pour modifier les gènes et ont commencé à l'utiliser sur des cellules de mammifères, CRISPR a été забаррикадирован pour les membranes cellulaires. La technologie de modification des gènes crée sa magie, en coupant des morceaux de dysfonctionnement de l'ADN et en insérant un substitut sain. Toutes ces actions au découpage et au collage des segments ont eu lieu dans les cellules vivantes. Jusqu'à présent.

La semaine dernière dans le journal CRISPR Journal a publié une étude, enfin освободившее CRISPR de sa cellule de prison. En remplaçant le composant «ciseaux» CRISPR la version alternative, les scientifiques de l'Institut de modifier des gènes au Delaware développé un nouveau système CRISPR, qui peut couper librement flottante de l'ADN dans un tube à essai.

Pour l'aide dans la conduite de réactions tube est rempli avec des extraits cellulaires: un ensemble d'enzymes et d'autres biomolécules, nécessaires pour le fonctionnement de CRISPR.

De la même percée?

Diagnostic miracle

Forcer CRISPR travailler à l'extérieur de la cellule, il peut sembler étrange académique de la tâche, mais lors de la conception du système, les scientifiques ont gardé à l'esprit deux objectifs précis.

Tout d'abord, cet outil permet aux scientifiques en même temps faire un peu génétique des piquages, tandis que les versions précédentes ont été limitées à l'édition de l'ADN dans un gène unique. C'est une excellente nouvelle pour la médecine personnalisée, en particulier le diagnostic du cancer; de nombreux types de cancer ont des mutations dans plusieurs endroits, qui répondent à un traitement différent de différentes manières.

Avant de commencer le traitement, les médecins sont souvent envoyés биопсийный échantillon de la tumeur du patient sur le séquençage de l'ADN. Cette étape importante permet d'identifier des mutations génétiques à la hausse ou à la distribution spécifique de la tumeur.

Avec l'aide du nouvel outil, les scientifiques peuvent simuler ces mutations dans les fragments d'ADN dans un tube à essai, en fait de recréer un cancer de la sécurité, un environnement contrôlé. Cela donne aux scientifiques d'accéder à voies biologiques affectées par des mutations, et peut aider à la création personnalisée de la stratégie de traitement.

Ce Qui est encore plus impressionnant, ce genre de diagnostic, vous pouvez passer en un jour. «C'est particulièrement important pour le diagnostic, lié avec le cancer, quand la facture arrive sur les minutes ou les heures», dit l'auteur de l'étude dr Eric Кмиец.

Кмиец n'est pas le premier a vu dans CRISPR outil de diagnostic. Sur le fait que, outre la thérapie génique CRISPR peut puissamment à se montrer dans le diagnostic, il était clair depuis longtemps. Nous avons déjà écrit sur le fait que les deux groupes de scientifiques qui chassent efficacement les virus Siek, la dengue ou dangereux souches de VPH qui mènent au cancer du col de l'utérus.

Кмиец affirme que son invention nécessite «beaucoup» moins de temps pour confirmer le cancer à l'extérieur du corps, principalement en raison de la capacité à effectuer plusieurs révisions à la fois.

Comprenant le potentiel et la rentabilité de CRISPR comme un outil de diagnostic, Кмиец et ses collègues sont déjà à la recherche du partenaire commercial pour le développement des technologues «CRISPR-sur-puce» pour le diagnostic du cancer.

Si le côté immédiats de l'application, l'équipe de chercheurs espère également d'étendre les capacités thérapeutiques CRISPR à beaucoup un plus large éventail de maladies de l'homme. Les outils existants CRISPR sont idéales pour le traitement des maladies causées par des mutations dans un gène, telles que l'anémie falciforme ou la maladie de Huntington. Mais parce que le travail Кмиеца vise plusieurs gènes à la fois, elle peut potentiellement conduire à des maladies plus complexe génétique à l'origine — de multiples mutations dans une variété de gènes — si ces mutations sont bien caractérisés.

à Travers la lentille

Isolation CRISPR in vitro a un autre avantage: elle permet aux scientifiques de comprendre ce qui se passe avant, pendant et après la modification. Et puisque les essais cliniques CRISPR activement sur la bonne voie, il est important de comprendre comment rendre la technologie plus précise et efficace.

CRISPR est déjà beaucoup obtenu, mais une vérité qui dérange est que les scientifiques ne sont pas encore très sûr de savoir comment l'outil fonctionne, d'entrer dans la cage. Comme les outils d'interagir avec d'autres биокомпонентами dans une cage? Il enlève seulement la cible de l'ADN ou les ciseaux peuvent aller colporter dans certaines circonstances?

«Quand vous travaillez avec CRISPR l'intérieur de la cellule, vous travaillez dans une boîte noire dans laquelle ne pouvez pas observer les mécanismes qui font ces choses», dit Кмиец. «Vous pouvez voir les résultats, les changements dans les gènes, mais comme vous êtes venus n'est pas nécessairement, ce qui est important pour assurer la sécurité des CRISPR pour le traitement des patients».

En Limitant CRISPR une série de réactions biochimiques dans le test in vitro, les chercheurs proposent une façon de considérer les complexes interactions moléculaires qui passent lors de la coupe de l'ADN, le remplacement des gènes et d'autres processus. L'approche exclusivement réductionniste. Mais il vous permet de acellulaire au système de fonctionner comme Arduino, d'expérimenter avec les possibilités de CRISPR et de créer de nouveaux outils biologiques, qui est difficile à obtenir.

Substitution

L'Institut de modifier des gènes presque immédiatement confronté à un problème dans l'élaboration de votre бесклеточную système.

La Problématique de l'enfant s'est avéré être Cas9, ножничный une protéine qui est utilisé dans les systèmes CRISPR. Quand les scientifiques замешалиavec плазмидной de l'ADN de type circulaire d'ADN que les scientifiques utilisent souvent pour la livraison de gènes dans les cellules in vitro, la protéine a été totalement inactif.

Il s'est Avéré que Cas9 doit être remplacé par le Cpf1 (il Cas12a), un autre membre de la bibliothèque croissante Cas des protéines. Pour la première fois ouvert en 2015, Cpf1 a déjà prouvé son utilisation dans la création de souris transgéniques et l'ajustement de la mutation de l'appelant, la dystrophie musculaire. Pas si longtemps Cpf1 utilisé dans le système de DETECTR pour lutter contre les virus qui causent le cancer. De cette protéine un brillant avenir: la société Editas, редактирующая gènes, a accordé une licence pour poursuivre l'élaboration, à 2016.

L'Échange s'est déclenché. Le système CRISPR-Cpf1 est venue à l'action dans le test de l'éprouvette. Au cours de plusieurs expériences, les chercheurs ont prouvé que le libre de la cellule, le système peut répéter la plupart des rédactions, qui CRISPR introduit à l'intérieur de la cellule. Ce qui est remarquable, les ciseaux ont fonctionné un peu comme Cas9. Quand Cas9 fait la coupe, il laisse сверхгладкие «cassées hachées extrémités» de la coupe de l'ADN. Cela rend plus difficile l'entrée de nouveaux morceaux de matériel génétique. Parce que les extrémités de la très lisse, la boîte à outils nécessite de la précision de l'alignement de remplacement du bloc de l'ADN, de sorte qu'il a glissé sur la place.

Et, en face, Cpf1 laisse «collant» des bouts. Ces fragments d'ADN sont comme les épaules, comme un scotch prennent en charge la capture de remplacement de l'ADN. C'est peut-être Cpf1 fonctionne mieux que Cas9, in vitro, mais cela reste à vérifier.

Le Système Кмиеца n'est qu'un exemple parmi d'autres bien avancés CRISPR. Car CRISPR continue de croître, ses développeurs nous promettent beaucoup de choses nouvelles que nous ne pouvons pas imaginer.