Crispr Pourrait-Il Détecter Les Virus?

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L’outil d’édition de gènes crispr est de plus en plus reconnu pour son potentiel de traitement des maladies, mais il possède également d’autres capacités possibles, telles que la possibilité de dépister des virus.

L'outil d'édition de gènes connu sous le nom de CRISPR est de plus en plus reconnu pour son potentiel de traitement de la maladie en coupant des mutations génétiques à partir de l'ADN.

Mais les outils génomiques tels que CRISPR ont également d'autres capacités possibles, telles que la capacité de détecter la présence de virus, tels que la dengue et le virus Zika, ainsi que de maladies débilitantes telles que la maladie de Parkinson.

"Je pense que l'opinion publique sur CRISPR est très centrée sur l'idée d'utiliser l'édition clinique de gènes pour traiter des maladies. C'est sans doute une possibilité excitante, mais ce n'est qu'un petit élément", a déclaré Neville Sanjana, du New York Genome Center. et professeur adjoint de biologie, neurosciences et physiologie à l'Université de New York. [10 choses étonnantes que les scientifiques viennent de faire avec CRISPR]

"Avec CRISPR, je pense que vous verrez de nombreuses applications en biologie synthétique", comme des capteurs pour les agents pathogènes, a déclaré Sanjana à WordsSideKick.com.

Un système de défense naturel

CRISPR est essentiellement un système de défense naturel qui a évolué au sein de microorganismes unicellulaires pour lutter contre les virus envahissants. La lutte est une guerre totale. Les scientifiques estiment que pour chaque cellule de la Terre, il existe environ 10 virus qui lancent tous des missions incessantes pour se répliquer en insérant leur ADN dans la machinerie des cellules.

Les bactéries utilisent un arsenal de défense, y compris CRISPR, qui consiste en un ensemble de séquences d'ADN courtes et répétées, séparées par des espaceurs possédant des séquences uniques. Les bactéries l'utilisent lorsqu'elles sont infectées par un virus. Alors que les fragments génétiques du virus se répliquent à l'intérieur de la bactérie, CRISPR intervient, guidant les défenses bactériennes vers le matériel étranger.

La protéine contenue dans CRISPR coupe l'intrus, mais collecte également une courte séquence d'ADN de l'envahisseur, que la protéine insère dans le CRISPR de la bactérie en tant qu'espaceur. Chaque fois qu'un virus envahit et est détruit, un nouvel espaceur est ajouté au CRISPR.

En un sens, les entretoises dans CRISPR sont un compte rendu des victoires sur le champ de bataille de la bactérie, comme des marques de destruction dans le stock d'un canon de fusil. Mais les entretoises ont une autre fonction.

Lorsqu'un virus précédemment vaincu tente d'envahir le système, la bactérie le reconnaît et entreprend de réduire de façon minime l'envahisseur. Et lorsque la bactérie elle-même se multiplie, elle transmet son système de défense à ses cellules filles.

"Il s'avère que vous pouvez réellement exploiter ces propriétés pour développer potentiellement un dispositif de diagnostic très sensible" qui pourrait détecter de petites quantités de molécules de virus dans le sang humain, telles que le virus Zika, a déclaré le biochimiste et expert CRISPR, Sam Sternberg, chef du groupe Technologie. Développement chez Caribou Biosciences Inc., basé à Berkeley en Californie, qui propose de nouvelles applications pour les technologies CRISPR. [5 technologies étonnantes qui révolutionnent la biotechnologie]

L’un des progrès les plus récents de la CRISPR dans ce domaine est un outil appelé SHERLOCK (qui signifie «spécifique de haute sensibilité Enzymatic Reporter UnLOCKing»). En avril 2017, une équipe de chercheurs dirigée par le bioingénieur James Collins et le pionnier du CRISPR Feng Zhang du Broad Institute of MIT et Harvard ont annoncé à Science qu'ils avaient programmé une molécule CRISPR pour rechercher des souches de virus Zika et de dengue dans le sérum sanguin, l'urine. et la salive et les couper.

Les chercheurs ont programmé les molécules CRISPR pour qu'elles libèrent un signal fluorescent lorsqu'elles attaquaient les virus, de manière à pouvoir détecter la présence du virus. SHERLOCK était si sensible qu'elle a pu distinguer la souche américaine de Zika de la souche africaine et différencier une souche de dengue d'une autre.

Collins et son équipe ont pu constater la présence des virus même à des concentrations extrêmement faibles, aussi basses que deux molécules sur un quintillion.

Dans un test séparé, SHERLOCK a pu détecter deux souches différentes de la superbactérie résistante aux antibiotiques Klebsiella pneumoniae. [6 Superbugs à surveiller]

Puis, en juin 2017, une équipe de l'Université de Floride centrale a indiqué dans la revue Scientific Reports qu'elle avait utilisé un système CRISPR pour détecter la présence de la maladie de Parkinson. Ce trouble du système nerveux central provoque un dysfonctionnement et la mort des cellules nerveuses dans le cerveau, et s’aggrave avec le temps, provoquant des tremblements et des problèmes de mouvement. La maladie affecte environ 1 million de personnes aux États-Unis, selon la Fondation de la maladie de Parkinson.

Bien que la cause en soit inconnue, la quantité d'une protéine appelée alpha-synucléine, que l'on trouve normalement dans le cerveau, augmente chez les personnes qui développent la maladie. Les chercheurs ont utilisé CRISPR pour éditer le gène qui fabrique la protéine alpha-synucléine afin que celle-ci soit fluorescente. Plus la quantité de protéine est importante, plus le signal fluorescent est puissant.

Les scientifiques ont déclaré qu'ils pensaient pouvoir utiliser cette technique pour tester de nouveaux médicaments pour traiter la maladie de Parkinson.

"Si nous prenons une de ces cellules modifiées et la traitons avec un médicament particulier, si elle ne produit plus de lumière, cela signifie alors que le médicament est un traitement potentiel pour cette maladie", a co-auteur Sambuddha Basu, chercheuse postdoctorale. au centre de la Floride, a déclaré dans un communiqué.

Nous en sommes encore aux tout premiers outils biologiques liés à CRISPR et, en raison de la diversité des systèmes immunitaires des bactéries, il est fort possible que d'autres outils restent à découvrir, a déclaré Sternberg.

"Je pense que c'est un très bel exemple d'une autre découverte scientifique fondamentale qui a conduit à une technologie de rupture potentielle", a-t-il déclaré.

Publié à l'origine sur WordsSideKick.com.


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