Новости

May 16, 2023

Потенциал системы CRISPR/Cas как нового инструмента выявления инфекции вирусного гепатита

Вирусологический журнал

Журнал вирусологии, том 20, Номер статьи: 91 (2023) Цитировать эту статью

922 Доступа

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Вирусный гепатит, наиболее распространенная причина воспалительного заболевания печени, поражает сотни миллионов людей во всем мире. Чаще всего он ассоциируется с одним из пяти номинальных вирусов гепатита (вирусы гепатита А–Е). ВГВ и ВГС могут вызывать острые инфекции и стойкие хронические инфекции на протяжении всей жизни, тогда как ВГА и ВГЕ вызывают самопроизвольные острые инфекции. ВГА и ВГЕ передаются преимущественно фекально-оральным путем, тогда как заболевания, передающиеся другими формами, передаются через кровь. Несмотря на успехи в лечении вирусных гепатитов и разработку вакцин против HAV и HBV, до сих пор не существует точной диагностики этих заболеваний на генетическом уровне. Своевременная диагностика вирусного гепатита является обязательным условием эффективного терапевтического вмешательства. Благодаря специфичности и чувствительности технологии кластеризованных коротких палиндромных повторов с регулярными интервалами (CRISPR)/CRISPR-ассоциированных последовательностей (Cas), она потенциально может удовлетворить критически важные потребности в области диагностики вирусных заболеваний и может использоваться в универсальных точечных исследованиях. диагностические приложения для лечения (POC) для обнаружения вирусов с геномами ДНК и РНК. В этом обзоре мы обсуждаем последние достижения в области инструментов диагностики CRISPR-Cas и оцениваем их потенциал и перспективы в области быстрых и эффективных стратегий диагностики и контроля инфекции вирусного гепатита.

Вирусный гепатит, инфекция, вызывающая воспаление печени, является серьезной глобальной проблемой здравоохранения. Известно множество вирусов, вызывающих воспаление печени, в том числе вирус простого герпеса (ВПГ), цитомегаловирус (ЦМВ), вирус Эпштейна-Барра (ЭБВ) и вирус ветряной оспы (ВЗВ) [1]. Однако наиболее частыми возбудителями этого состояния являются гепатотропные вирусы, в том числе вирус гепатита А (HAV), вирус гепатита В (HBV), вирус гепатита С (HCV), вирус гепатита дельта (HDV) и вирус гепатита Е (HEV). ), которые приводят либо к острой, либо к хронической инфекции [2]. Эти вирусы печени включают множество ДНК- и РНК-вирусов из разных вирусных семейств, которые распространяются разными путями передачи [3]. Ежегодно во всем мире вирусный гепатит является причиной около 1,4 миллиона смертей. По уровню смертности ВГВ и ВГС входят в четверку крупнейших инфекционных угроз в мире, наравне с ВИЧ, малярией и туберкулезом [4, 5]. Клинические симптомы вирусного гепатита варьируются от таких симптомов, как бессимптомный гепатит до острого гепатита, острой печеночной недостаточности, хронического заболевания печени и даже развития исходов, связанных с печенью, включая гепатоцеллюлярную карциному (ГЦК) у разных пациентов [6]. Несмотря на некоторые медицинские достижения в терапии гепатита и разработку вакцин против HAV и HBV, все еще существует большой пробел в точной генетической диагностике инфекций вирусного гепатита. Ранняя и точная диагностика вирусного гепатита и ранняя оценка его прогноза имеют решающее значение для эффективного лечения и ухода за пораженными людьми [7]. Новая технология редактирования генов CRISPR/Cas может заполнить эти технические пробелы. Система CRISPR/Cas привлекательна для широкого спектра диагностических и терапевтических применений благодаря высокой эффективности и программируемому дизайну [8]. Локусы CRISPR были впервые обнаружены в E. coli в 1987 году, после чего были идентифицированы CRISPR-зависимые белки. Последующие исследования показали, что CRISPR служит защитным механизмом в прокариотических клетках против экзогенных генетических элементов, включая вирусные патогены и плазмиды, путем точной и специфической деградации их последовательностей [9, 10]. Система CRISPR-Cas разделена на две основные категории: класс I и II, которые включают шесть типов и сорок восемь подтипов [11]. Класс I включает типы I, III и IV, которые связаны с ферментами Cas3, Cas10 и Cas8-подобными (csf1) соответственно и используют РНК CRISPR (crRNA) вместе с набором белков Cas для идентификации и устранения целевые генетические элементы. Класс II системы CRISPR включает типы II, V и VI, которые содержат белки Cas9, Cas12 и Cas13 соответственно и используют для своей функции crRNA и только один мультидоменный белок Cas [12,13,14,15, 16]. В этом обзоре мы изучаем последние достижения в области диагностических инструментов CRISPR-Cas и их потенциальное применение для выявления инфекций вирусного гепатита. Во-первых, мы кратко рассмотрим пять основных классификаций вирусов гепатита и их клинические аспекты. В следующих разделах мы описываем важность и применение системы CRISPR-Cas для диагностики инфекционных заболеваний, уделяя особое внимание различным эффекторам CRISPR-Cas для обнаружения вирусного гепатита. Мы также предоставим подробное объяснение плюсов и минусов диагностических систем на основе CRISPR и представим перспективы будущих исследований.