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May 16, 2023

Potencial do sistema CRISPR/Cas como ferramentas emergentes na detecção da infecção por hepatites virais

Jornal de Virologia

Virology Journal volume 20, Número do artigo: 91 (2023) Citar este artigo

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A hepatite viral, a causa mais comum de doença inflamatória do fígado, afeta centenas de milhões de pessoas em todo o mundo. É mais comumente associado a um dos cinco vírus nominais da hepatite (vírus da hepatite A–E). O HBV e o HCV podem causar infecções agudas e infecções crônicas persistentes ao longo da vida, enquanto o HAV e o HEV causam infecções agudas autolimitadas. O HAV e o HEV são predominantemente transmitidos pela via fecal-oral, enquanto as doenças transmitidas pelas outras formas são transmitidas pelo sangue. Apesar do sucesso no tratamento das hepatites virais e do desenvolvimento das vacinas HAV e HBV, ainda não há um diagnóstico preciso em nível genético para essas doenças. O diagnóstico atempado das hepatites virais é um pré-requisito para uma intervenção terapêutica eficaz. Devido à especificidade e sensibilidade da tecnologia de sequências palindrômicas curtas agrupadas e regularmente interespaçadas (CRISPR)/CRISPR-associated sequences (Cas), ela tem o potencial de atender a necessidades críticas no campo do diagnóstico de doenças virais e pode ser usada em pontos versáteis aplicações de diagnóstico of-care (POC) para detectar vírus com genomas de DNA e RNA. Nesta revisão, discutimos os avanços recentes nas ferramentas de diagnóstico CRISPR-Cas e avaliamos seu potencial e perspectivas em estratégias rápidas e eficazes para o diagnóstico e controle da infecção por hepatites virais.

A hepatite viral, uma infecção que causa inflamação do fígado, é um problema de saúde global significativo. Existem numerosos vírus conhecidos por causar inflamação do fígado, incluindo vírus Herpes simplex (HSV), citomegalovírus (CMV), vírus Epstein-Barr (EBV) e vírus varicela-zoster (VZV) [1]. No entanto, os agentes causadores mais frequentes dessa condição são os vírus hepatotrópicos, incluindo vírus da hepatite A (HAV), vírus da hepatite B (HBV), vírus da hepatite C (HCV), vírus da hepatite delta (HDV) e vírus da hepatite E (HEV). ), que levam a uma infecção aguda ou crônica [2]. Esses vírus hepáticos incluem uma variedade de vírus de DNA e RNA de diferentes famílias virais que se espalham por diferentes rotas de transmissão [3]. Globalmente, a hepatite viral causa cerca de 1,4 milhão de mortes a cada ano. Em termos de mortalidade, HBV e HCV estão entre as quatro principais ameaças infecciosas do mundo, a par de HIV, malária e tuberculose [4, 5]. Os sintomas clínicos da hepatite viral variam de sintomas como hepatite assintomática a hepatite aguda, insuficiência hepática aguda, doença hepática crônica e até mesmo o desenvolvimento de desfechos relacionados ao fígado, incluindo carcinoma hepatocelular (CHC) em diferentes pacientes [6]. Apesar de alguns avanços médicos na terapia da hepatite e do desenvolvimento de vacinas HAV e HBV, ainda há uma grande lacuna no diagnóstico genético preciso das infecções por hepatite viral. O diagnóstico precoce e preciso das hepatites virais e a avaliação precoce de seu prognóstico são fundamentais para o tratamento e cuidado eficazes das pessoas afetadas [7]. A emergente tecnologia de edição de genes, CRISPR/Cas, tem o potencial de preencher essas lacunas técnicas. O sistema CRISPR/Cas é atraente para uma ampla gama de aplicações diagnósticas e terapêuticas com alta eficiência e designs programáveis ​​[8]. Os loci CRISPR foram descobertos pela primeira vez em E. coli em 1987, seguido pela identificação de proteínas dependentes de CRISPR. Pesquisas subsequentes mostraram que o CRISPR serve como um mecanismo de defesa em células procarióticas contra elementos genéticos exógenos, incluindo patógenos virais e plasmídeos, por degradação precisa e específica de suas sequências [9, 10]. O sistema CRISPR-Cas é dividido em duas categorias principais, Classe I e Classe II, que incluem seis tipos e quarenta e oito subtipos [11]. A classe I inclui os tipos I, III e IV, que estão associados às enzimas Cas3, Cas10 e Cas8-like (csf1), respectivamente, e usam CRISPR RNA (crRNA) junto com um conjunto de proteínas Cas para identificar e eliminar o elementos genéticos alvo. A classe II do sistema CRISPR inclui os tipos II, V e VI, que contêm proteínas Cas9, Cas12 e Cas13, respectivamente, e usa crRNA e apenas uma proteína Cas multidomínio para sua função [12,13,14,15, 16]. Nesta revisão, exploramos os recentes avanços nas ferramentas de diagnóstico CRISPR-Cas e suas possíveis aplicações na detecção de infecções por hepatite viral. Em primeiro lugar, apresentamos resumidamente as cinco principais classificações dos vírus da hepatite e seus aspectos clínicos. Nas seções a seguir, descrevemos a importância e as aplicações do sistema CRISPR-Cas para diagnóstico de doenças infecciosas, focando principalmente em diferentes efetores CRISPR-Cas para a detecção de hepatite viral. Também forneceremos uma explicação detalhada dos prós e contras dos sistemas de diagnóstico baseados em CRISPR e apresentaremos perspectivas futuras de pesquisa.