കോവിഡും ക്രിസ്പർ ടെസ്റ്റും

സീമ ശ്രീലയം.

കോവിഡ് ലോകത്തെ വിറപ്പിക്കുമ്പോൾ ക്രിസ്പർ ഗവേഷണങ്ങളിലേക്ക് ലോകം ഏറെ പ്രതീക്ഷയോടെയാണ് ഉറ്റുനോക്കുന്നത്. കാരണം ശാസ്ത്രകല്പിത കഥകളെയും വെല്ലുന്ന തരത്തിലുള്ള ഗവേഷണങ്ങളാണ് നൂതന ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതമായ ക്രിസ്പറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. അമേരിക്കയിൽ ഇതാദ്യമായി ക്രിസ്പർ അധിഷ്ഠിത കൊറോണ വൈറസ് ടെസ്റ്റിന്  യു.എസ്‌.ഫുഡ് ആന്റ് ഡ്രഗ് അഡ്മിനിസ്ട്രേഷൻ അനുമതി നൽകിക്കഴിഞ്ഞു. അടിയന്തിര ആരോഗ്യ  സാഹചര്യങ്ങളിലെ വ്യവസ്ഥ അനുസരിച്ചുള്ള  അനുമതിയാണ് ഷെർലോക്ക് ക്രിസ്പർ സാർസ്കോവ് -2 കിറ്റിന് ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇതുപയോഗിച്ച് കോവിഡ് 19  രോഗാണുവായ സാർസ്-കോവ്-2 വൈറസ്സിന്റെ സാന്നിധ്യം വേഗത്തിലും കൃത്യമായും നിർണ്ണയിക്കാം. മസ്സാച്ചൂസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ ബ്രോഡ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൽ ഗവേഷകനായ ഡോ.ഫെങ് ഴാങ്ങിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകരാണ് ഈ നേട്ടത്തിനു പിന്നിൽ. ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ കേംബ്രിജ് അധിഷ്ഠിത ബയോടെക്നോളജി കമ്പനിയായ ഷെർലോക്ക് ബയോസയൻസസ് ആണ് വെറും ഒരു മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ ഫലം ലഭ്യമാക്കുന്ന ടെസ്റ്റ് കിറ്റുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരിക്കുന്നത്.

 

  Copyrighted Picture ©www.hbku.edu.qa

ഈ നൂറ്റാണ്ടിലെ വിസ്മയ നേട്ടം എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കാവുന്ന നൂതന ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതമാണ് ക്രിസ്പർ കാസ്-9  (CRISPR cas-9). Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats എന്നാണ് ക്രിസ്പറിന്റെ  പൂർണ്ണരൂപം. ഒരു തന്മാത്രാ കത്രിക പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഈ സങ്കേതമുപയോഗിച്ച് ഡി.എൻ.എ തന്തുക്കൾ നിശ്ചിത സ്ഥാനത്ത് കൃത്യമായി മുറിക്കാനും ജീൻ എഡിറ്റിങ് നടത്താനുമൊക്കെ സാധിക്കും. ഇവിടെ കാസ്-9 എൻസൈം ആണ് ഡി.എൻ.എ ഇഴകൾ മുറിക്കുന്നത്. ഇതിനെ നിശ്ചിത സ്ഥാനത്ത് എത്തിക്കാനുള്ള വഴികാട്ടിയായി ഒരു ഗൈഡ് ആർഎൻഎ യും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബാക്റ്റീരിയകളെ വൈറസ് ബാധിക്കുമ്പോൾ അതിനെ പ്രതിരോധിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന വിദ്യ മനസ്സിലാക്കി അതിൽ ചില പരിഷ്ക്കാരങ്ങൾ വരുത്തിയതിൽ നിന്നാണ് ക്രിസ്പർ സങ്കേതത്തിന്റെ പിറവി. 2012-ൽ കാലിഫോർണിയ സർവ്വകലാശാല ബെർക്കിലിയിലെ ജെന്നിഫർ ഡൗഡ്ന, ഇമ്മാനുവൽ ചാപെൻഷ്യർ എന്നീ വനിതാ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകസംഘം ക്രിസ്പർ കാസ് – 9 വിദ്യയിലൂടെ ജീൻ എഡിറ്റിങ് സാധ്യമാണെന്ന് തെളിയിച്ചതോടെ അനന്ത സാധ്യതകളുടെ വാതായനങ്ങൾ തുറക്കപ്പെടുകയായിരുന്നു. അർബ്ബുദത്തിനും ജനിതക രോഗങ്ങൾക്കുമൊക്കെ ക്രിസ്പർ ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ ഫലപ്രദമായ ചികിൽസാരീതികൾ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കാനുള്ള ഗവേഷണങ്ങൾ മുന്നേറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പലതിന്റെയും പ്രാഥമിക ഫലങ്ങൾ ഏറെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നതാണ്. അതേ സമയം ചൈനീസ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹി ജിയാൻകുയിയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷക സംഘം ഭ്രൂണങ്ങളിൽ നടത്തിയ ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ ഇരട്ടക്കുഞ്ഞുങ്ങളെ സൃഷ്ടിച്ചത് വൻ വിവാദങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കുകയും ചെയ്തു.

ഇമ്മാനുവൽ ചാപെൻഷ്യറും ജെന്നിഫർ ഡൗഡ്നയും കടപ്പാട് www.fpa.es

എന്നാൽ കോവിഡ് വൈറസ്സിന്റെ സാന്നിധ്യം നിർണ്ണയിക്കാൻ വൈറസ്സിന്റെ ജനിതക പദാർഥമായ ആർ.എ.എ അധിഷ്ഠിത ക്രിസ്പർ സങ്കേതമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. കാസ്-9 എൻസൈമിനു പകരം ഉപയോഗിക്കുന്നത് കാസ്-13 എൻസൈമും. എം.ഐ.ടി ഗവേഷകരായ ഫെങ് ഴാങ്ങും ജയിംസ് കോളിൻസും ( James Collins & Feng Zhang) 2017 ൽ തന്നെ ആർ എൻ എ അധിഷ്ഠിത ക്രിസ്പർ ടെസ്റ്റിന്റെ പ്രാഥമിക കണ്ടെത്തലുകൾ നടത്തിയിരുന്നു. ഇതുപയോഗിച്ച് സിക വൈറസ്, ഡെങ്കി വൈറസ് എന്നിവയുടെ നേരിയ സാന്നിധ്യം പോലും നിർണ്ണയിക്കാമെന്ന് 2018-ൽ തെളിയിക്കുകയും ചെയ്തു.

ഫെങ് ഴാങ്ങും ജയിംസ് കോളിൻസും കടപ്പാട് news.mit.edu

വെറും ഒരു മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ ടെസ്റ്റ് റിസൾട്ട് ലഭിക്കും എന്നതാണ് ക്രിസ്പർ അധിഷ്ഠിത ഷെർലോക്ക് സാർസ്കോവ് -2 ടെസ്റ്റ് കിറ്റിന്റെ പ്രത്യേകത.  Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter unLocking എന്നാണ് ഷെർലോക്കിന്റെ പൂർണ്ണരൂപം. കോവിഡ് 19 വൈറസ്സിന്റെ സിന്തറ്റിക് ആർ.എൻ.എ ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ആദ്യം പരീക്ഷണം നടത്തിയത്. ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ മൈക്രോലിറ്റർ സാമ്പിളിൽ പോലും ഫലപ്രദമായി  കോവിഡ് 19 ആർ.എൻ.എ സാന്നിധ്യം നിർണ്ണയിക്കാൻ സാധിച്ചു. ക്രിസ്പർ മെഷിനറിയെ പ്രത്യേക രീതിയിൽ പ്രോഗ്രാം ചെയ്യിക്കുന്നതിലൂടെയാണ്‌ ഷെർലോക്ക് ബയോസയൻസസിന്റെ രോഗനിർണയ കിറ്റിന്റെ പ്രവർത്തനം.

 

Copyrighted Picture ©www.hbku.edu.qa

ഒരാളുടെ വായിൽ നിന്നോ മൂക്കിൽനിന്നോ  തൊണ്ടയിൽ നിന്നോ ശ്വാസകോശത്തിൽ നിന്നോ എടുക്കുന്ന സാമ്പിളിൽ സാർസ് കോവ് 2 വൈറസ്സിന്റെ ജനിതക പദാർഥങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യമുണ്ടോ എന്ന് തിരയും വിധമാണ് ഇതിന്റെ ഡിസൈനിംഗ്. ഈ ടെസ്റ്റിന് മൂന്നു ഘട്ടങ്ങളാണ് ഉള്ളത്. ആദ്യം സാമ്പിളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്ന ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യണം. ഇതിന് നിലവിൽ ലഭ്യമായ റീകോംബിനേസ് പോളിമറേസ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ സങ്കേതമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇതിന് 25 മിനിട്ട് മതിയാവും. ഇങ്ങനെ ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്തെടുത്ത സാമ്പിളിൽ കാസ്-13 എൻസൈം ഉപയോഗിച്ച് വൈറസിന്റെ ആർ.എൻ.എ  സാന്നിധ്യം നിർണ്ണയിക്കുക എന്നതാണ് രണ്ടാം ഘട്ടം. വൈറസ്സിന്റെ ആർ.എൻ.എ അനുക്രമം തിരിച്ചറിഞ്ഞാൽ കാസ്- 13 എൻസൈം അതിനെ ചെറു ഖണ്ഡങ്ങളാക്കി മുറിക്കും. അപ്പോൾ അതിൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന ഫ്ലൂറസന്റ് ഇൻഡിക്കേറ്ററുകൾ തിളങ്ങും.  ഇതിനു വേണ്ടത് മുപ്പതു മിനിട്ടു മാത്രം. അതു കഴിഞ്ഞ് മൂന്നാം ഘട്ടത്തിൽ  ഒരു പേപ്പർ ഡിപ്സ്റ്റിക്ക് ഉപയോഗിച്ച് ഫലം  നേരിൽക്കണ്ടു മനസ്സിലാക്കാം. ഇതിനു വേണ്ടത് ഏതാണ്ട് രണ്ടു മിനിറ്റു മാത്രം . അങ്ങനെ ഒരു മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ ഫലപ്രദമായി കോവിഡ് രോഗനിർണ്ണയം സാധ്യമാവും !

  Copyrighted Picture ©www.hbku.edu.qa

നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന RT-PCR (റിയൽ ടൈം  റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ പോളിമറേസ് ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ) ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് കോവിഡ് 19 രോഗനിർണ്ണയം സാധ്യമാണെങ്കിലും അതിനാവശ്യമായ റിയേജന്റുകളുടെയും ഉപകരണങ്ങളുടെയും ലഭ്യതക്കുറവും സമയക്കൂടുതലും ഉയർന്ന ചെലവും ടെസ്റ്റ് നടത്താൻ സാധിക്കുന്ന ലാബുകളുടെ എണ്ണക്കുറവുമൊക്കെ വലിയ   പ്രശ്നം തന്നെയാണ്. കോവിഡ് 19 എന്ന മഹാമാരി അതിവേഗം പടർന്നുപിടിക്കുമ്പോൾ കൂടുതൽ കൂടുതൽ ടെസ്റ്റുകൾ നടത്തേണ്ടതും വൈറസ് ബാധിതരെ കൃത്യമായി കണ്ടെത്തി ഐസൊലേറ്റ് ചെയ്യേണ്ടതും വളരെ അത്യാവശ്യമാണ്. എങ്കിലേ രോഗവ്യാപനം പിടിച്ചു നിർത്താൻ കഴിയൂ. ഇവിടെയാണ് തങ്ങളുടെ രോഗനിർണ്ണയ കിറ്റിന്റെ പ്രാധാന്യമെന്ന് ഷെർലോക്ക് ബയോസയൻസസ് കമ്പനി പറയുന്നു.

Copyrighted Picture ©www.hbku.edu.qa

ഇപ്പോൾ യു.എസ്‌. FDA അനുമതി നൽകിയിരിക്കുന്ന ക്രിസ്പർ ടെസ്റ്റ് നടത്താൻ വലിയ  സന്നാഹങ്ങളൊന്നും ആവശ്യമില്ലെങ്കിലും‌ ലബോറട്ടറി സഹായം വേണം.എന്നാൽ ഇതിലും ലളിതമായി വീട്ടിൽത്തന്നെ രോഗനിർണ്ണയം സാധ്യമാക്കുന്ന സിംഗിൾ കാട്രിഡ്ജ് ടെസ്റ്റ് കിറ്റ് വികസിപ്പിച്ചെടുക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണ് ഇപ്പോൾ ഷെർലോക്ക് ബയോസയൻസ്. പ്രഗ്നൻസി ടെസ്റ്റ് കിറ്റ് പോലെ ലളിതമായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒന്നായിരിക്കും ഇത്.  ഇത് ഫലപ്രദമാണെന്ന് ആവർത്തിച്ച് ഉറപ്പുവരുത്താനും  അതിനുശേഷം എഫ് ഡി എ അനുമതി ലഭ്യമാക്കാനുമുള്ള ശ്രമത്തിലാണ് ഷെർലോക്ക് ബയോസയൻസസ്.


ചിത്രങ്ങള്‍ക്ക് കടപ്പാട് : QBRI Insights: Battling COVID-19 with CRISPR

Leave a Reply