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May 16, 2023

Potenziale del sistema CRISPR/Cas come strumenti emergenti nel rilevamento dell’infezione da epatite virale

Virology Journal

Virology Journal volume 20, numero articolo: 91 (2023) Citare questo articolo

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L’epatite virale, la causa più comune di malattia infiammatoria del fegato, colpisce centinaia di milioni di persone in tutto il mondo. È più comunemente associato a uno dei cinque virus dell'epatite nominali (virus dell'epatite A–E). HBV e HCV possono causare infezioni acute e infezioni croniche persistenti per tutta la vita, mentre HAV e HEV causano infezioni acute autolimitanti. HAV e HEV si trasmettono prevalentemente per via fecale-orale, mentre le malattie trasmesse dalle altre forme sono malattie a trasmissione ematica. Nonostante il successo nel trattamento dell’epatite virale e lo sviluppo dei vaccini HAV e HBV, non esiste ancora una diagnosi accurata a livello genetico per queste malattie. La diagnosi tempestiva dell’epatite virale è un prerequisito per un intervento terapeutico efficace. Grazie alla specificità e alla sensibilità della tecnologia delle brevi ripetizioni palindromiche clusterizzate regolarmente interspaziate (CRISPR)/sequenze associate a CRISPR (Cas), ha il potenziale per soddisfare esigenze critiche nel campo della diagnosi di malattie virali e può essere utilizzata in punti versatili. applicazioni diagnostiche of-care (POC) per rilevare virus con genomi sia a DNA che a RNA. In questa recensione, discutiamo i recenti progressi negli strumenti diagnostici CRISPR-Cas e valutiamo il loro potenziale e le prospettive in strategie rapide ed efficaci per la diagnosi e il controllo dell’infezione da epatite virale.

L’epatite virale, un’infezione che causa l’infiammazione del fegato, è un grave problema sanitario globale. Esistono numerosi virus noti per causare infiammazione del fegato, tra cui il virus Herpes simplex (HSV), il citomegalovirus (CMV), il virus Epstein-Barr (EBV) e il virus varicella-zoster (VZV) [1]. Tuttavia, gli agenti causali più frequenti di questa condizione sono i virus epatotropi, tra cui il virus dell’epatite A (HAV), il virus dell’epatite B (HBV), il virus dell’epatite C (HCV), il virus dell’epatite delta (HDV) e il virus dell’epatite E (HEV). ), che portano a un'infezione acuta o cronica [2]. Questi virus epatici includono una varietà di virus a DNA e RNA provenienti da diverse famiglie virali che si diffondono attraverso diverse vie di trasmissione [3]. A livello globale, l’epatite virale provoca circa 1,4 milioni di morti ogni anno. In termini di mortalità, l’HBV e l’HCV si collocano tra le quattro principali minacce infettive al mondo, alla pari dell’HIV, della malaria e della tubercolosi [4, 5]. I sintomi clinici dell’epatite virale variano da sintomi quali epatite asintomatica a epatite acuta, insufficienza epatica acuta, malattia epatica cronica e persino lo sviluppo di esiti correlati al fegato, compreso il carcinoma epatocellulare (HCC) in diversi pazienti [6]. Nonostante alcuni progressi medici nella terapia dell’epatite e lo sviluppo di vaccini HAV e HBV, esiste ancora un ampio divario nell’accurata diagnosi genetica delle infezioni virali dell’epatite. La diagnosi precoce e accurata dell’epatite virale e la valutazione precoce della sua prognosi sono fondamentali per il trattamento e la cura efficaci delle persone colpite [7]. La tecnologia emergente di editing genetico, CRISPR/Cas, ha il potenziale per colmare queste lacune tecniche. Il sistema CRISPR/Cas è interessante per un’ampia gamma di applicazioni diagnostiche e terapeutiche con elevata efficienza e design programmabili [8]. I loci CRISPR furono scoperti per la prima volta in E. coli nel 1987, seguiti dall'identificazione delle proteine ​​CRISPR-dipendenti. Ricerche successive hanno dimostrato che CRISPR funge da meccanismo di difesa nelle cellule procariotiche contro elementi genetici esogeni, inclusi agenti patogeni virali e plasmidi, mediante una degradazione precisa e specifica delle loro sequenze [9, 10]. Il sistema CRISPR-Cas è diviso in due categorie principali, Classe I e II, che comprendono sei tipi e quarantotto sottotipi [11]. La classe I comprende i tipi I, III e IV, che sono associati rispettivamente agli enzimi Cas3, Cas10 e Cas8-like (csf1) e utilizzano CRISPR RNA (crRNA) insieme a un set di proteine ​​Cas per identificare ed eliminare il colpire elementi genetici. La classe II del sistema CRISPR comprende i tipi II, V e VI, che contengono rispettivamente le proteine ​​Cas9, Cas12 e Cas13 e utilizza crRNA e solo una proteina Cas multidominio per la sua funzione [12,13,14,15, 16]. In questa recensione, esploriamo i recenti progressi negli strumenti diagnostici CRISPR-Cas e le loro potenziali applicazioni nel rilevamento delle infezioni da epatite virale. Innanzitutto, presentiamo in breve una panoramica delle cinque principali classificazioni dei virus dell’epatite e dei loro aspetti clinici. Nelle sezioni seguenti, descriviamo l’importanza e le applicazioni del sistema CRISPR-Cas per la diagnostica delle malattie infettive, concentrandoci principalmente sui diversi effettori CRISPR-Cas per il rilevamento dell’epatite virale. Forniremo inoltre una spiegazione dettagliata dei pro e dei contro dei sistemi diagnostici basati su CRISPR e introdurremo prospettive di ricerca future.