Por qué CRISPR R&D necesita pensar en el flujo de trabajo de datos

La edición de Jean se está haciendo más grande. Diez años después Ciencia CRISPR's Name Magazine 2015 "Éxito del año"Esta revolucionaria tecnología de edición de genes se ha convertido en una tarea de trabajo de la biología moderna. En 2023, la FDA hizo historia al aprobar la primera terapia CRISPR del mundo para la anemia de células falciformes. Los científicos continuaron desarrollando las tecnologías CRISPR de próxima generación a una velocidad de interrupción.

Ahora que estas técnicas han fortalecido su lugar como un método valioso en el kit de herramientas biológicas, ¿qué les admite los flujos de trabajo de datos? Al igual que un buen banco de trabajo, los sistemas de datos adecuados pueden ayudar a mantener estos dispositivos sistemáticos y accesibles, lo que puede proporcionar andamios, en el que se producen mejores ciencias y mejores medicamentos.

¿Para qué se usa CRISPR?

Las aplicaciones de CRISPR son varias, que se propagan en la investigación básica, el descubrimiento de fármacos y la clínica. Estos incluyen, en orden de proximidad de laboratorio a paciente:

• Detección de CRISPR en todo el genoma: Es efectivo para identificar genes que ejecutan un fenotipo de la enfermedad, útil para la identificación de objetivos, o modificar un efecto fármaco. Por ejemplo, los científicos de AstraZeneca han utilizado la detección de CRISPR para identificar Jean que aumenta la entrega de nanoparto lipídico (LNP)La detección de CRISPR se puede realizar en un formato de piscina o matriz (por ejemplo, en una placa), principalmente in vitro o in vitro con células madre pluripotentes inducidas (IPSC).
• Modelo de animal Knocout y transgénico: Estas son técnicas CRISPR dirigidas muy agudas para usar en comparación con la integración aleatoria tradicional o los métodos de regeneración homólogos. En el contexto del descubrimiento de la droga, tales nocauts y transgénicos pueden funcionar modelos embarazadas in vivo.
• Diagnóstico de CRISPR: Pueden detectar enfermedades rápidas o incluso cáncer. Las pruebas primero funcionan identificando y cortando un gen objetivo presente en el virus o la célula tumoral, que luego desencadena la grieta de una molécula informadora (es decir, un ARN para un fluorofore). La FDA autorizó un par de ensayos clínicos basados ​​en CRISPR para el uso de emergencia en 2022 para Covid-19 detection y Sherlock.
• Ex terapia Vivo CRISPR Con la aprobación de CassVI para la anemia de células falciformes a fines de 2023, hay una primera cura CRISPR para llegar a pacientes, especialmente a los pacientes. Para tratar la enfermedad, las células protegidas por el paciente se modifican genéticamente en un laboratorio y luego se reconstruyen al paciente. Para alguna terapia CRISPR previa al vivo, los pacientes deben someterse a quimioterapia para eliminar las células crónicas de la enfermedad y permitir que las células modificadas por CRISPR estén completamente pobladas.
• Terapia Vivo CRISPR A diferencia de los remedios previos a la vida, el tratamiento de un momento se distribuye directamente a los pacientes a través de medios virales u otros. Debido a que no requieren etapas intermedias complejas o duras, como la extracción de células madre o la quimioterapia, son un objetivo principal de la región, pero el efecto fuera del objetivo sigue siendo un desafío importante.
• Terapia celular editada por CRISPR Como la terapia CAR-T y TIL no es la terapia CRISPR De hecho Porque no modifican el gen que causa una enfermedad directamente. Sin embargo, emplean CRISPR para reducir la inmunidad de esta inmunoterapia modificando la potencia o modificando tanto la ruta celular como los receptores superficiales.

Como sugieren estos ejemplos, CRISPR se ha convertido en una técnica instalada que es profundamente inherente al proceso de descubrimiento de fármacos y se divide en el entorno médico. Si bien las aplicadas enumeradas anteriormente varían mucho, la tecnología CRISPR fundamental, ya sea utilizada en líneas celulares, modelos animales o pacientes, es similar.

El equipo de investigación que trabaja en una aplicación puede trabajar rápidamente en el otro. La capacidad de acceder, compartir y aplicar el conocimiento obtenido de una aplicación puede ser una ventaja competitiva importante para las organizaciones, especialmente en forma de preferencias y objetivos, o cuando los equipos intentan cooperar o fusionar cuándo.

CRISPR 2.0, 3.0 y AI

CRISPR no solo se establece, sino que se está ejecutando aún más. En estos días, parece que CRISPR mejora y las extensiones se publican todos los días. Por ejemplo:

• Nuevas variantes de CAS. Hay muchas variantes naturalmente ocurridas de nucleasa de Cassa. Estas variantes pueden ser explotadas para diversos fines. Por ejemplo, mientras que el ADN roma CAS9 corta, sus primos cortaron CAS12 se tambaleados, lo que lo hace más eficiente en la inserción específica del sitio. CAS12 y CAS13 CRISPR son nucleis relacionadas utilizadas para el diagnóstico, gracias a un mecanismo único en el que las grietas objetivo del ADN de doble atrapado han provocado una prisa de esquejes de una sola trama. En la parte superior, las variantes se pueden diseñar para aumentar la eficiencia de edición y la lealtad.
• Aadhaar y edición principal. Para aumentar la precisión y reducir los esquejes extravagantes, evite romper el ADN de prima y base por completo, en lugar de limpiar solo el ADN. En la edición base, una desaminasa convierte químicamente ubicaciones individuales. Del mismo modo, en la edición primaria, una transcripción inversa puede convertir los objetivos con una gran lista de conversiones de conversiones, así como la inserción y eliminar los efectos mínimos de Toargate. (Co-desarrollador de edición base, David Liu, PhD, recientemente ganó 2025 Premio Breakthrough,
• Edición de epigenom. CRISPR también puede editar epigenomas, neutralizando una enzima de dispositivo propulsada por histon (u otro dominio de transcripción y activación) para modificar la expresión génica.
• Acondicionamiento dirigido. CRISPR-CAS no se preocupe por el sistema de mejora en la tecnología. Por ejemplo, CRISPR está buscando terapéticas Retrógrado CRISPR para hacer que la quimioterapia sea más dirigida y menos tóxica mientras se prepara para lograr células editadas.
• Entrega de AAV y LNP. Dado el objetivo de dar CRISPR in vivo, los métodos de entrega son la principal prioridad para la región. El virus Adeno-Juda (AAV) es una forma de entrega favorita, gracias a su baja inmunogenidad y patógeno, así como a la expresión estable. Sin embargo, las deficiencias incluyen su pequeña capacidad de embalaje y tendencia natural a apuntar al hígado. Los investigadores están utilizando AAV dirigido a anticuerpos Eliminación de problemas de tropismo Y cree un sistema CRISPR corto mediante el uso de la ingeniería y las variantes de castas pequeñas. Como alternativa a AAVS, LNP es un enfoque rápidamente popular, cierta terapia que usa este método de distribución con cierta terapia ya está en ensayos clínicos.

CRISPR de inteligencia artificial (AI) está dejando su huella en el campo, como cualquier otro como: se ha utilizado un trabajo reciente emocionante Big Language Models para generar nuevas variantes CASS Y guía ARN (Grna, que dirige CAS en el sitio de ADN correcto) completamente de novo.

Con este verdadero zoológico de variantes CAS, componentes del sistema CRISPR, modo de entrega y otras técnicas relacionadas, que los elementos son relevantes u óptimos para un proyecto determinado, puede ser engañoso, lento y confianza en el error al seguirlo. Diferentes sistemas requieren flujos de trabajo separados. Por ejemplo, LNP vs. Deliveridad viral sigue los flujos de trabajo completamente diferentes. El suministro de LNP incluye la producción y purificación de proteínas, el registro de GRNA, la formación del complejo RNP y la encapsulación LNP posterior.

El CRISPR entregado viral contiene la fabricación de plásmidos tanto para elementos CRISPR-CAS como para elementos virales secundarios, seguido de envases y purificación virales. La lista de variaciones avanza, a medida que los investigadores mezclan componentes CRISPR y sistemas de distribución con métodos muy complejos y complejos.

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Más que una herramienta de diseño CRISPR

Las aplicaciones y variaciones CRISPR multilaterales disponibles en el sistema CRISPR pueden crear desafíos para compartir conocimiento y seguimiento de proyectos. Muchas organizaciones todavía utilizan solo soluciones de puntos de fuentes abiertas, herramientas de diseño en línea o incluso para estos fines. Este enfoque no es escalable e insuficiente en un entorno de drogas por varias razones:

• Como se mencionó anteriormente, no solo los investigadores deben detectar varios componentes del sistema CRISPR y el rendimiento funcional de sus diversas secuencias, sino que diferentes sistemas requieren flujos de trabajo e intermedios separados. Es una gran cantidad de complejidad que es difícil de capturar y seguir utilizando la dislocación de archivos de Excel.
• Dado que CRISPR no es solo una herramienta de investigación, sino en sí misma una forma terapéutica, está sujeta a orientación regulatoria que aún se está desarrollando. Crea una tarea imposible con importancia extrema y gobernanza de datos, hojas de cálculo simples, archivos de análisis dispersos o herramientas en línea gratuitas.
• Aunque CRISPR ahora está alcanzando la madurez, su rápido crecimiento también significa que el nombramiento es muy diverso y puede variar dentro o dentro de las organizaciones. Al compartir conocimiento o integrar datos, como, en el caso de las empresas que trabajan con socios externos, traer terapia CRISPR a la clínica, el uso de un repositorio central o un sistema de gestión de datos hace que este proceso sea más eficiente con el vocabulario constante.

Ahora debe estar claro que la hoja de cálculo y el widget no son suficientes para la investigación a nivel empresarial: como un carpintero, algo rápidamente para hacer algo correctamente, necesita un área de trabajo fuerte y duradera que pueda soportar y durar más. Debe tener todos los estantes y cajones necesarios para organizar el equipo para que siempre estén dentro del acceso.

Un espacio de trabajo ideal es individual y proporciona opciones de sujeción versátiles y altura ajustable para acomodar diversos proyectos. También puede integrar equipos de energía y reglas para obtener conveniencia y eficiencia adicionales, así como instalaciones de seguridad para evitar lesiones.

Según la analogía, aprovechar el CRISPR en I + D bioforma o iniciar el desarrollo médico de CRISPR requiere un sistema de gestión de datos bien probado para un propósito que pueda causar cambios organizacionales y manejar proyectos de nivel empresarial. Estos sistemas requieren capacidades de seguimiento avanzado, incluidas moléculas y registros de lotes, combinados con la sonda de estabilidad y especificidad, de modo que muchas "herramientas" de los sistemas CRISPR están a disposición de equipos de I + D y nunca confunden.

Los proveedores de software y apoyo científico expertos pueden colaborar con organizaciones para sistemas de datos en colaboración con organizaciones de acuerdo con la investigación y los requisitos comerciales, lo que los hace flexibilidad en términos de flujo de trabajo. Idealmente, el sistema de gestión de datos también integrará las capacidades para la predicción de GRNA y las características analíticas ("herramientas eléctricas" y "dispositivos de medición") que son adecuados para la combate GMP y los objetivos reglamentarios ("Instalaciones de seguridad").

Un sistema de software completo y maduro crea un "espacio de trabajo de información" que mantiene a los equipos de investigación y desarrollo de CRISPR para ser más ágiles y se informa más, lo que garantiza una edad adulta larga y productiva de CRISPR.

Sebastian es un gerente de productos senior en Colledco, PhD, Genedata. contacto: (Correo electrónico protegido)

Ada Yee, PhD, es una gerente de comunicación científica en Gendata. contacto: (Correo electrónico protegido)