20 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில், பாக்டீரியல் மரபணுக்களைப் படிக்கும் விஞ்ஞானிகள் தொடர்ச்சியான அசாதாரண தொடர்ச்சியான தொடர்களைக் கண்டுபிடித்தனர் - பின்னர் CRISPR என்று பெயரிடப்பட்டது. முதலில், அவர்களின் செயல்பாடு தெரியவில்லை. இருப்பினும், காலப்போக்கில், இந்த வரிசைகள் வைரஸ் நோய்த்தொற்றுகளுக்கு எதிராகப் பயன்படுத்தப்படும் பாக்டீரியா "நோய் எதிர்ப்பு நினைவக அமைப்பின்" ஒரு பகுதியாகும் என்று ஆராய்ச்சி வெளிப்படுத்தியது.
ஒரு வைரஸ் ஒரு பாக்டீரியத்தைத் தாக்கும் போது, பாக்டீரியம் வைரஸ் டிஎன்ஏவின் துண்டுகளை கைப்பற்றி அதன் CRISPR வரிசைகளுக்குள் "காப்பகப்படுத்துகிறது". அதே வகையான வைரஸ் மீண்டும் தாக்கினால், பாக்டீரியம் அதை ஒரு துல்லியமான இலக்கு பொறிமுறையின் மூலம் அடையாளம் கண்டு வைரஸ் டிஎன்ஏவை வெட்டுகிறது.[1].
இந்த "மூலக்கூறு கத்தரிக்கோல்" செயல்பாட்டிற்கு காரணமான புரதம் Cas9 ஆகும். இந்த கண்டுபிடிப்பு "இலக்கு வரிசை" செயற்கையாக வடிவமைக்கப்பட்டால், CRISPR/Cas9 ஒரு நிரல்படுத்தக்கூடிய மரபணு-எடிட்டிங் கருவியாக மாற்றப்படலாம் என்பதை விஞ்ஞானிகள் உணர வழிவகுத்தது.
- ஜீன் எடிட்டிங்கின் முக்கிய வழிமுறை: CRISPR/Cas9 எப்படி "வெட்டப்படுகிறது"?
CRISPR-Cas9 மரபணு எடிட்டிங் அமைப்பு அடிப்படையில் இரண்டு முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது:
- gRNA (வழிகாட்டி RNA): ஒரு குறிப்பிட்ட DNA வரிசையை அங்கீகரிப்பதன் மூலம் "இலக்கு" க்கு பொறுப்பு
- Cas9 புரதம்: டிஎன்ஏவில் இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் பிரேக்கை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் "வெட்டுவதற்கு" பொறுப்பு
அதன் அடிப்படை பணிப்பாய்வு மூன்று படிகளில் புரிந்து கொள்ள முடியும்:
1. துல்லியமான அங்கீகாரம்: நிரப்பு அடிப்படை பொருத்தம் மூலம் இலக்கு டிஎன்ஏ வரிசையுடன் ஜிஆர்என்ஏ இணைகிறது.2.Targeted cleavage: Cas9 டிஎன்ஏவின் இரு இழைகளையும் ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் வெட்டுகிறது.
3.செல்லுலார் பழுது: மரபணு குறியீட்டை மீண்டும் எழுத செல்லின் சொந்த பழுதுபார்க்கும் வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இரண்டு முதன்மை பழுதுபார்க்கும் பாதைகள் உள்ளன:
- NHEJ (நாக்-ஹோமோலோகஸ் எண்ட் ஜாயின்னிங்)
- HDR (ஹோமோலஜி- டைரக்ட் ரிப்பேர்): துல்லியமான மாற்றீடு அல்லது செருகலை செயல்படுத்துகிறது (நாக்-இன்)
இந்த பொறிமுறையே Cas9 ஐ மிகவும் திறமையான மற்றும் பல்துறை மரபணு-எடிட்டிங் கருவிகளில் ஒன்றாக மாற்றுகிறது.
- பெஞ்ச் முதல் படுக்கை வரை: செல் சிகிச்சையில் CRISPR/Cas9 பயன்பாடுகள்
- 1)CAR-T சிகிச்சை: “தனிப்பயனாக்கப்பட்ட” முதல் “ஆஃப்-தி-ஷெல்ஃப்” வரை
பாரம்பரிய CAR-T சிகிச்சையானது பொதுவாக ஒரு நோயாளியிடமிருந்து T செல்களை தனிமைப்படுத்தி, அவற்றை மரபணு ரீதியாக மாற்றுவதை உள்ளடக்குகிறது.முன்னாள் விவோ, பின்னர் அவற்றை மீண்டும் உடலில் செலுத்துதல். இந்த செயல்முறை நேரத்தைச் செலவழிப்பதோடு மட்டுமல்லாமல், அதன் பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
CRISPR-Cas9 தொழில்நுட்பத்தின் அறிமுகத்துடன், இருப்பினும், CAR-T செல்கள் வடிவமைக்கப்படும் விதம் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றத்திற்கு உட்பட்டு, "உலகளாவிய" CAR-T சிகிச்சையை பெருகிய முறையில் சாத்தியமாக்குகிறது. T செல்களின் துல்லியமான மரபணு திருத்தம் மூலம், TCR மரபணுவை கிராஃப்ட்-வெர்சஸ்-ஹோஸ்ட் நோயை (GVHD) திறம்பட தடுக்க முடியும். அதே நேரத்தில், A2AR போன்ற நோயெதிர்ப்புச் சோதனைச் சாவடி தொடர்பான மரபணுக்களைத் தட்டுவது மருத்துவ அமைப்புகளில் CAR-T செல்களின் நிலைத்தன்மை மற்றும் சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தும்.[2].
கூடுதலாக, CAR கட்டமைப்பின் தளம்-குறிப்பிட்ட செருகல், கட்டி ஆன்டிஜென்களை அடையாளம் கண்டு கொல்லும் செல்களின் திறனை மேம்படுத்தும். இதன் விளைவாக, CAR-T சிகிச்சையானது "ஆஃப்-தி-ஷெல்ஃப்" செல்லுலார் சிகிச்சையை நோக்கி முழுமையாக தனிப்பயனாக்கப்பட்ட அணுகுமுறையிலிருந்து உருவாகிறது.
2)ஜீன்-திருத்தப்பட்ட செல் சிகிச்சை: புற்றுநோய்க்கு அப்பால் சாத்தியம்
CRISPR-Cas9 புற்றுநோய் நோய்த்தடுப்பு சிகிச்சையில் மட்டுமல்லாமல், பரவலான மரபணு மற்றும் தொற்று நோய்களுக்கான சிகிச்சையிலும் வேகமாக விரிவடைந்து வருகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அரிவாள் உயிரணு நோய் மற்றும் β-தலசீமியா போன்ற நிலைகளில், சாதாரண ஹீமோகுளோபின் வெளிப்பாட்டை மீட்டெடுக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஹீமாடோபாய்டிக் ஸ்டெம் செல்களைத் திருத்துகிறார்கள், அதன் மூலம் நோயை அதன் மூலத்தில் நிவர்த்தி செய்து மருத்துவ விளைவுகளை மேம்படுத்துகிறார்கள்.
தற்போது, வைரஸ் வெக்டர்கள், லிப்பிட் நானோ துகள்கள் (LNPs) மற்றும் வைரஸ்-போன்ற துகள்கள் (VLPs) போன்ற விநியோக முறைகள் vivo மரபணு எடிட்டிங் சிகிச்சைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன [3].
ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த அணுகுமுறைகளின் மையக் கொள்கையானது "நோய்-உருவாக்கும் மரபணுக்களை" நேரடியாக சரிசெய்வதாகும், மாறாக அறிகுறிகளைக் குறைப்பதாகும்.
- உண்மையான-உலக வழக்குகள்: சந்தை தத்தெடுப்பு நடந்து வருகிறது
CAR-T சிகிச்சையானது ஏற்கனவே மருத்துவ நடைமுறையில் கணிசமான முன்னேற்றங்களை அடைந்துள்ளது மற்றும் இரத்தக் கோளாறுகளுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான ஒரு முக்கிய முறையாக மாறி வருகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, Kymriah, முதல் அங்கீகரிக்கப்பட்ட CAR-T தயாரிப்பு, கடுமையான லிம்போபிளாஸ்டிக் லுகேமியா உள்ள சில நோயாளிகளுக்கு நீண்ட-கால நிவாரணத்தை செயல்படுத்தியுள்ளது. இதைத் தொடர்ந்து யெஸ்கார்டா, பரவலான பெரிய பி-செல் லிம்போமாவில் அதிக முழுமையான மறுமொழி விகிதங்களை நிரூபித்தது, இது CAR-T சிகிச்சையின் மருத்துவ மதிப்பை மேலும் சரிபார்க்கிறது. இதற்கிடையில், BCMA ஐ இலக்காகக் கொண்ட Carvykti, மல்டிபிள் மைலோமா நோயாளிகளுக்கு பதில்களின் ஆழம் மற்றும் ஆயுள் இரண்டையும் கணிசமாக மேம்படுத்தியுள்ளது.
இந்த உண்மையான-உலக வெற்றிகள் CAR-T சிகிச்சையானது புற்றுநோய் சிகிச்சையின் முன்னுதாரணத்தை மாற்றியமைக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. அதே நேரத்தில், CRISPR-Cas9 தொழில்நுட்பத்தின் ஒருங்கிணைப்பு CAR-T ஐ "தனிப்பயனாக்கப்பட்ட தனிப்பயனாக்கலில்" இருந்து "பொறியியல் வடிவமைப்பு" நோக்கி இயக்குகிறது. TCR மற்றும் PD-1 போன்ற மரபணுக்களை துல்லியமாக வெளியேற்றுவதன் மூலம், ஆன்டிடூமர் செயல்பாட்டை மேம்படுத்தும் போது நோயெதிர்ப்பு நிராகரிப்பைக் குறைக்க முடியும். இது "ஆஃப்-தி-ஷெல்ஃப்" உலகளாவிய செல் தயாரிப்புகளின் வளர்ச்சிக்கான முக்கியமான தொழில்நுட்ப ஆதரவையும் வழங்குகிறது, அதிக தரநிலைப்படுத்தல் மற்றும் அளவிடுதல் ஆகியவற்றை நோக்கி செல் சிகிச்சையை மேம்படுத்துகிறது.
CRISPR-Cas9 ஒரு "ஆராய்ச்சிக் கருவியில்" இருந்து சக்திவாய்ந்த "மருந்து மேம்பாட்டு தளமாக" உருவாகியுள்ளது.
- தொழில்நுட்ப சவால்கள்: நாம் முழுமையிலிருந்து எவ்வளவு தூரம் இருக்கிறோம்?
அதன் மகத்தான வாக்குறுதி இருந்தபோதிலும், CRISPR-Cas9 இன்னும் உண்மையான-உலகப் பயன்பாடுகளில் பல நடைமுறைச் சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. உதாரணமாக, ஆஃப்-இலக்கு விளைவுகள் சாத்தியமான பாதுகாப்பு அபாயங்களை அறிமுகப்படுத்தலாம். டெலிவரி அமைப்புகளுக்கு செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பு இரண்டிலும் மேலும் முன்னேற்றம் தேவைப்படுகிறது. கூடுதலாக, Cas9 புரதமே சில சந்தர்ப்பங்களில் நோயெதிர்ப்பு மறுமொழிகளைத் தூண்டலாம். அதே நேரத்தில், நெறிமுறைக் கவலைகள்-குறிப்பாகச் சுற்றியுள்ள கிருமி எடிட்டிங்-மிகவும் எச்சரிக்கையுடன் அணுகப்பட வேண்டும்.
இந்த சிக்கல்களைத் தீர்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் தொழில்நுட்ப சுத்திகரிப்புகளில் தீவிரமாக பணியாற்றி வருகின்றனர். இவற்றில் உயர்-விசுவாசம் கொண்ட Cas9 வகைகளின் (HiFi Cas9 போன்றவை) ஆஃப்-இலக்கு செயல்பாட்டைக் குறைக்க, அத்துடன் அடிப்படை எடிட்டிங் மற்றும் பிரைம் எடிட்டிங் போன்ற புதிய உத்திகளின் முன்னேற்றம் ஆகியவை அடங்கும்.
- எதிர்கால அவுட்லுக்: செல் சிகிச்சையின் "ஆப்பரேட்டிங் சிஸ்டம்"
ஆன்டிபாடி மருந்துகள் "துல்லியமான வேலைநிறுத்தங்களை" பிரதிநிதித்துவப்படுத்தினால், CRISPR/Cas9 என்பது "வாழ்க்கைக் குறியீட்டை மீண்டும் எழுதுவது" போன்றது. எதிர்கால திசை பெருகிய முறையில் தெளிவாகிறது:
- ஆஃப்-தி-ஷெல்ஃப் செல் சிகிச்சைகள்
செலவைக் குறைக்க பெரிய-அளவிலான தொழில்துறை உற்பத்தி - மல்டிபிளக்ஸ் மரபணு திருத்தம்
சிகிச்சை செயல்திறனை மேம்படுத்த பல மரபணுக்களின் ஒரே நேரத்தில் மாற்றம் - விவோ எடிட்டிங்கில்
மனித உடலுக்குள் நேரடி சிகிச்சை, தேவையை நீக்குகிறதுமுன்னாள் விவோசெல் கையாளுதல் - AI + மரபணு திருத்தம்
செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்தி ஜிஆர்என்ஏ வடிவமைப்பை மேம்படுத்தவும், இலக்கு அபாயங்களைக் குறைக்கவும்
முடிவு: "கத்தரிக்கோல்" முதல் அறுவை சிகிச்சை முறை வரை
CRISPR/Cas9 இன் தோற்றம், முதன்முறையாக, மரபணுக்களை துல்லியமாக மாற்றும் திறனை மனிதகுலத்திற்கு அளித்துள்ளது. CAR-T மற்றும் செல் சிகிச்சைத் துறையில், இது "நோய்க்கு சிகிச்சையளிப்பதில்" இருந்து "உயிரியல் அமைப்புகளை மறுகட்டமைப்பதில்" ஒரு முன்னுதாரண மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.
அடுத்த தசாப்தத்தை எதிர்பார்த்து, உயிரணு சிகிச்சையுடன் இணைந்த மரபணு திருத்தம் அடுத்த தலைமுறை உயிரி மருத்துவத்தின் முக்கிய இயந்திரமாக மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. CRISPR/Cas9 இந்த மாற்றத்தின் ஆரம்ப கட்டத்தில் நிற்கிறது.
குறிப்பு
- [1] Doudna J A, Charpentier E. CRISPR-Cas9[J] உடன் மரபணு பொறியியலின் புதிய எல்லை. அறிவியல், 2014, 346(6213): 1258096.
- [2] கியுஃப்ரிடா எல், சேக் கே, ஹென்டர்சன் எம் ஏ, மற்றும் பலர். அடினோசின் A2A ஏற்பியின் CRISPR/Cas9 மத்தியஸ்த நீக்கம் CAR T செல் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது[J]. நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ், 2021, 12(1): 3236.
- [3] ரகுராம் ஏ, பான்ஸ்கோடா எஸ், லியு டி ஆர். சிகிச்சைவிவோவில்மரபணு எடிட்டிங் ஏஜெண்டுகளின் விநியோகம்[J]. செல், 2022, 185(15): 2806-2827.
இடுகை நேரம்: 2026-04-30 15:12:07