روشهای انتقال سیستم ویرایش ژنوم با واسطه کریسپر

سیستم­های کریسپر یا تکرارهای کوتاه پالیندرومی فاصله ­دار منظم خوشه ­ای و پروتئین­های مرتبط با آن، سیستم­های ایمنی طبیعی میکروبی­ هستند، که به عنوان وسیله­ ای برای ویرایش ژنی مورد استفاده قرار گرفته­ اند. برای ایجاد اثرهای درمانی، اجزای کریسپر باید به طور مستقیم به سلول­های هدف منتقل شود. روش­های متفاوتی برای انتقال وجود دارد. در این مطالعه به مرور برخی سیستم­های انتقال از طریق غشای سلول، شامل سیستم­های انتقال ویروسی و غیر ویروسی پرداخته شده است. سیستم انتقال ویروسی، استفاده از ویروس­هایی مانند وکتور ویروس وابسته به آدنو است ولی نگرانی­ هایی در استفاده بالینی آن وجود دارد. سیستم انتقال غیر ویروسی از روش­های مختلفی از جمله انتقال فیزیکی و انتقال شیمیایی تشکیل شده است. در روش انتقال فیزیکی دوز، مدت زمان و اختصاصیت انتقال دقیق­تر کنترل می­شود که شامل روش­های الکتروپوراسیون، تزریق هیدرودینامیکی و میکرواینجکشن می­باشد. در روش­ الکتروپوراسیون ممکن است تغییرهای غیرقابل برگشت در فیزیولوژی غشا ایجاد شود که زنده­مانی سلول را تهدید می­کند. در تزریق هیدرودینامیکی حجم لازم برای شروع تزریق زیاد است و روش مناسبی برای کاربردهای انسانی نیست. میکرواینجکشن دارای کارایی بالا و دوز دقیق کنترل شده است ولی برای حالت­های با ظرفیت بالا بسیار غیر عملی است. اگرچه رویکرد­­­­­های فیزیکی به طور معمول در محیط آزمایشگاه بسیار موفق هستند، اما به طور کلی مقیاس خوبی ندارند و بنابراین برای انتقال در شرایط زنده یا برنامه­های با ظرفیت بالا در آزمایشگاه کمتر کاربرد دارد. در روش­های انتقال شیمیایی، به جای القای تغییر در سلول هدف، خود محموله قابل انتقال می­تواند تغییر یابد. انتقال شیمیایی به دو شکل اصلی شامل روش کپسوله­سازی ماده انتقال پذیر و روش تغییر شیمیایی ماده­ی انتقال پذیر وجود دارد. کپسوله­سازی می­تواند محموله را از تخریب آنزیمی یا پاسخ­های ایمنی محافظت کند و اختصاصی بودن انتقال را ارتقا بخشد. انتقال با تغییر ماده انتقال پذیر، محافظت در مقابل تخریب توسط پروتئازها را تامین نمی­کند، همچنین قادر به هدف­ گیری خاص سلول نیستند. بنابراین استفاده موفقیت آمیز نیاز به ترکیب با روش کپسوله­سازی یا سایر روش­های انتقال دارد. با توجه به این که هر کدام از روش­های انتقال دارای عیب­ها و مزیت­هایی هستند، لازم است موثرترین روش انتقال انتخاب شود، تا سیستم کریسپر برای ویرایش ژن کارآمد باشد.

Keywords:

Cas۹ , CRISPR/Cas , Genome editing , Nonviral delivery , Viral delivery , انتقال غیر ویروسی , انتقال ویروسی , پروتئین Cas۹ , کریسپر , ویرایش ژنی