בשנים האחרונות, הקהילה המדעית עשתה צעדים משמעותיים בתחום עריכת הגנים, במיוחד באמצעות פיתוח מערכות CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). בשנת 2020, הוענק פרס נובל בכימיה למדענים על גילוי מערכת CRISPR–Cas9, טכנולוגיית עריכת גנום מהפכנית אשר קידמה טיפולי DNA. לאחר מכן, מערכת CRISPR-Cas13 הופיעה ככלי פוטנציאלי לזיהוי ותיקון שגיאות ברצפי RNA. CRISPR-Cas13 היא טכנולוגיה חדשנית שהונדסה במיוחד לזיהוי וירוסים וטיפולים ממוקדי RNA. ה-CRISPR RNA (CrRNA) מכוון לרצפי RNA ספציפיים ולא ספציפיים, ו-Cas13 הוא חלבון אפקטור שעובר שינויים קונפורמטיביים ומבקע את RNA המטרה. מערכת מיקוד RNA זו טומנת בחובה הבטחה עצומה לטיפולים ומציגה כלי מהפכני בנוף הביולוגיה המולקולרית.
עכשיו, בכתבה שפורסם לאחרונה מחקר ביו-דיזיין מחקר, צוות חוקרים בראשות פרופסור יואן יאו ממרכז החדשנות המדעית והטכנולוגית העולמית ZJU-Hangzhou, אוניברסיטת ג'ה-ג'יאנג, סין הבהיר את מגמות המחקר העדכניות של CRISPR-Cas13 בטיפולים ממוקדי RNA. כשמדברים על המאמר הזה, שפורסם באינטרנט ב-6 בספטמבר 2024, בכרך 6 של כתב העת, אומר פרופ' יאו, "על ידי התמקדות ב-RNA-; המתווך בין DNA וחלבונים-; CRISPR-Cas13 מאפשר למדענים לתמרן זמנית את ביטוי הגנים מבלי לגרום לשינויים קבועים בגנום. גמישות זו הופכת אותה לאופציה בטוחה יותר בתרחישים שבהם יציבות הגנום היא קריטית ."
RNA ממלא תפקיד מרכזי בהעברת מידע גנטי מ-DNA למכונות לסינתזה של חלבונים, וגם מווסת את ביטוי הגנים ומשתתף בתהליכים תאיים רבים. פגמים בשחבור או מוטציות של RNA עלולים להוביל למגוון רחב של מחלות, החל מהפרעות מטבוליות ועד סרטן. מוטציה נקודתית מתרחשת כאשר נוקלאוטיד בודד מוכנס בטעות, נמחק או משתנה. CRISPR-Cas13 ממלא תפקיד בזיהוי ותיקון המוטציות הללו על ידי שימוש במנגנוני REPAIR (עריכת RNA להחלפת A-to-I ניתנת לתכנות) ו-RESCUE (עריכת RNA עבור חילופי C-to-U ספציפיים). בהסבירו את היישומים של עורכי גנים מבוססי Cas13, מוסיף פרופ' יאו, "עורך mxABE, למשל, ניתן להשתמש כדי לתקן מוטציה שטות הקשורה לניוון שרירים של דושן שניתן לתקן עם mxABE. גישה זו הוכיחה יעילות עריכה גבוהה, והחזירה את ביטוי הדיסטרופין לרמות של יותר מ-50% מאלו מהסוג הבר.."
CRISPR–Cas13 יכול לתקן אירועי שחבור חריגים. Demethylase הוא אנזים הממלא תפקיד מכריע בשינוי פוסט-תעתיק (PTM), תהליך המתרחש לאחר שעתוק וקודם לייצור חלבון. רתימת הידע על אירועי שחבור והבנת תפקידם של דמתילאזים בעזרת CRISPR-Cas13 יכולה לעזור למדענים לפתח טיפולים ממוקדים ומותאמים אישית. באופן דומה, ניתן ליישם מכונות CRISPR–Cas13 כדי לשנות, להגביר או להחליש את התרגום. "אחת ההתקדמות המשמעותיות ביותר לאחרונה בתחום CRISPR-Cas13 היא השילוב של בינה מלאכותית (AI) כדי לשפר את הדיוק והיעילות שלה. " אומר פרופ' יאו.
הצלחתם של כלי CRISPR המיועדים ל-RNA תלויה במספר גורמים, כולל רצף ה-RNA המנחה, הנגישות של RNA המטרה והמבנה המשני של מולקולת ה-RNA. למערכת CRISPR-Cas13 יש יישומים קליניים רחבים, כגון אבחון לנגיפי RNA, הדמיית RNA, עריכת בסיס RNA, עריכת אפיגנום RNA והתערבויות טיפוליות. מחוץ למטרה של CRISPR-Cas13 והגודל הגדול של מכונות הלידה הם חלק מהמכשולים הקליניים שמאטים את היישום הקליני שלו. אבל שילוב של טכניקות מולקולריות עם AI יכול לשפר את היעילות. לאלגוריתמי בינה מלאכותית יש את הכוח לחזות ולמטב את תוצאות האספקה של CRISPR–Cas13.
ככל הנראה, מערכות CRISPR–Cas13 ימשיכו בהתפתחות המהירה שלהן. ככל שהחוקרים משכללים את הטכנולוגיה, קיים פוטנציאל לשימוש בה במגוון רחב עוד יותר של יישומים טיפוליים, החל מטיפולים אנטי-ויראליים, כגון התמקדות ב-SARS-CoV-2-, ועד לגישות רפואה מותאמות אישית למחלות גנטיות.
לבסוף, הופעתו של CRISPR-Cas13 ללא ספק חוללה מהפכה בעריכת ה-RNA, והציעה כלי רב עוצמה לטיפול בכמה מהמחלות המאתגרות ביותר של זמננו. יש לקוות שעם השיפורים המתמשכים בספציפיות, מסירה ושילוב AI, CRISPR-Cas13 יכול לסלול את הדרך לעידן חדש של טיפולים ממוקדי RNA.
