BÀI TIỂU LUẬN DỊCH THUẬT VÀ TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ CRISPR – CAS9 VÀ CHẤT ỨC CHẾ PD1

BÀI TIỂU LUẬN DỊCH THUẬT VÀ TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ CRISPR – CAS9 VÀ CHẤT ỨC CHẾ PD1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 Bài báo: 4 Bài dịch 7 1. Khái quát chung về công nghệ chỉnh sửa gen 9 1.1. Chỉnh sửa bộ gen (GENOME EDITING) 9 1.2. Phân biệt chỉnh sửa gen và chuyển gen 9 1.3. Mục đích chỉnh sửa gen 9 1.4. Bản chất của kỹ thuật chỉnh sửa gen 10 1.4.1. Ghép nối không tương đồng (NHEJ) 10 1.4.2. Sự tái tổ hợp tương đồng (HR) 11 1.5. Các công nghệ chỉnh sửa gen 12 1.5.1. Công nghệ ZFNs 12 1.5.2. Công nghệ TALENs 12 1.5.3. Công nghệ CRISPRCas9 13 2. Các khái niệm, thuật ngữ và lịch sử ra đời của công nghệ CRISPRCas9 13 2.1. Khái niệm và các thuật ngữ 13 2.2. Lịch sử ra đời của công nghệ CRISPRCas 14 2.2.1. Lịch sử ra đời của công nghệ chỉnh sửa gen 14 2.2.2. Lịch sử ra đời của công nghệ CRISPRCas9 14 3. Công nghệ CRISPRCas9, ưu nhược điểm 14 3.1. Công nghệ CRISPRCas9 14 3.2. Ưu nhược điểm 18 4. Cơ chế tác động của công nghệ CRISPRCas9 19 4.1. Cơ chế hoạt động của CRISPRCas9 19 4.2. Cơ chế miễn dịch của CRISPRCas9 24 5. Ứng dụng và các thành tựu CRISPRCas9 đạt được: 26 6. Chất ức chế PD1 31 6.1. Khái niệm 31 6.2. Cấu trúc 31 6.3. Ý nghĩa lâm sàng 32 6.4. Ứng dụng 33 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA *** BÀI TIỂU LUẬN DỊCH THUẬT VÀ TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ CRISPR – CAS9 VÀ CHẤT ỨC CHẾ PD-1 Giảng viên hướng dẫn : Nhóm SV thực : Lớp :14CHD Đà Nẵng, tháng 11 năm 2017 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Bài báo: Bài dịch Khái quát chung công nghệ chỉnh sửa gen 1.1 Chỉnh sửa gen (GENOME EDITING) 1.2 Phân biệt chỉnh sửa gen chuyển gen .9 1.3 Mục đích chỉnh sửa gen 1.4 Bản chất kỹ thuật chỉnh sửa gen 10 1.4.1 Ghép nối không tương đồng (NHEJ) .10 1.4.2 Sự tái tổ hợp tương đồng (HR) 11 1.5 Các công nghệ chỉnh sửa gen .12 1.5.1 Công nghệ ZFNs 12 1.5.2 Công nghệ TALENs 12 1.5.3 Công nghệ CRISPR-Cas9 13 Các khái niệm, thuật ngữ lịch sử đời công nghệ CRISPR-Cas9 13 2.1 Khái niệm thuật ngữ 13 2.2 Lịch sử đời công nghệ CRISPR-Cas 14 2.2.1 Lịch sử đời công nghệ chỉnh sửa gen 14 2.2.2 Lịch sử đời công nghệ CRISPR-Cas9 .14 Công nghệ CRISPR-Cas9, ưu - nhược điểm 14 3.1 Công nghệ CRISPR-Cas9 14 3.2 Ưu - nhược điểm .18 Cơ chế tác động công nghệ CRISPR-Cas9 .19 4.1 Cơ chế hoạt động CRISPR-Cas9 .19 4.2 Cơ chế miễn dịch CRISPR-Cas9 .24 Ứng dụng thành tựu CRISPR-Cas9 đạt được: 26 Chất ức chế PD-1 .31 6.1 Khái niệm 31 6.2 Cấu trúc 31 6.3 Ý nghĩa lâm sàng 32 6.4 Ứng dụng 33 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO .36 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển công nghiệp xã hội, vấn nạn bênh tật vấn đề ô nhiễm môi trường gây ngày cao, số bệnh ung thư Theo thống kê gần (4/2014) tổ chức Y tế giới (WHO), số người bị nhiễm ung thư ngày cao không ngừng gia tăng, theo thống kê Việt Nam quốc gia thuộc top quốc gia dẫn đầu tỉ lệ mắc bệnh Việc nghiêm cứu tìm phương pháp chống lại gia tăng chữa khỏi bệnh quái ác vấn đề vơ khó khăn đặt racho nhà khoa học, viện nghiên cứu vấn đề thu hút lớn quan tâm từ nhà khoa học Một nghiên cứu đăng tải tạp chí Nature cơng bố ứng dụng cơng nghệ CRISPR-Cas9 việc tìm kiếm mục tiêu giúp nâng cao tính hiệu (effectiveness) chất ức chế PD-1 liệu pháp miễn dịch ung thư.Trong cơng trình này, nhóm nghiên cứu sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9 để tìm gene giúp tế bào ung thư “lẩn trốn” khỏi hệ miễn dịch thể Qua đó, việc phá huỷ gene giúp làm tăng hiệu chất ức chế PD-1 Vậy cơng nghệ CRISPR-Cas9 gì? Chất ức chế PD-1 gì? Nó có ưu điểm ứng dụng khiến thật đặc biệt giới nhà khoa học? Bài thuyết trình dịch thuật từ báo Nature sau giúp người hiểu thêm công nghệ CRISPR-Cas9, chất ức chế PD-1 ứng dụng quan trọng mà công nghệ mang lại Bài báo: MAKING CANCER VULNERABLE TO IMMUNE ATTACK CRISPR-Cas9 is revealing new drug targets that could boost cancer immunotherapy Anovel screening method developed by a team at Dana-Farber/Boston Children’s Cancer and Blood Disorders Center — using CRISPR-Cas9 genome editing technology to test the function of thousands of tumor genes in mice — has revealed new drug targets that could potentially enhance the effectiveness of PD-1 checkpoint inhibitors, a promising new class of cancer immunotherapy In findings published online today by Nature, the Dana-Farber/Boston Children’s team — led by pediatric oncologist W Nick Haining — reports that deletion of the Ptpn2 gene in tumor cells made them more susceptible to PD-1 checkpoint inhibitors PD-1 blockade is a drug that “releases the brakes” on immune cells, enabling them to locate and destroy cancer cells “PD-1 checkpoint inhibitors have transformed the treatment of many cancers, and opened the door to the possibility that immunotherapy will form part of the cure for cancer,” says Haining, senior author on the new paper, who is also associate professor of pediatrics at Harvard Medical School and associate member of the Broad Institute of MIT and Harvard Yet despite the clinical success of this new class of cancer therapy, the majority of patients don’t reap a clinical benefit from PD-1 blockade That, Haining says, has triggered a rush of additional trials to investigate whether other drugs, when used in combination with PD-1 inhibitors, can increase the number of patients whose cancer responds to the treatment “The challenge so far has been finding the most effective immunotherapy targets and prioritizing those that work best when combined with PD-1 inhibitors,” Haining says “So, we set out to develop a better system for identifying new drug targets that might aid the body’s own immune system in its attack against cancer “Our work suggests that there’s a wide array of biological pathways that could be targeted to make immunotherapy more successful,” Haining continues “Many of these are surprising pathways that we couldn’t have predicted For instance, without this screening approach, it wouldn’t have been obvious that Ptpn2 is a good drug target for the immunotherapy of cancer.” Sifting through thousands of potential targets To cast a wide net, the paper’s first author Robert Manguso, a graduate student in Haining’s lab, designed a genetic screening system to identify genes used by cancer cells to evade immune attack He used CRISPR-Cas9, a genome editing technology that works like a pair of molecular scissors to cleave DNA at precise locations in the genetic code, to systematically knock out 2,368 genes expressed by melanoma skin cancer cells Manguso was then able to identify which genes, when deleted, made the cancer cells more susceptible to PD-1 blockade Manguso started by engineering the melanoma skin cancer cells so that they all contained Cas9, the “cutting” enzyme that is part of the CRISPR editing system Then, using a virus as a delivery vehicle, he programmed each cell with a different “single guide RNA” sequence of genetic code In combination with the Cas9 enzyme, the sgRNA codes — about 20 amino acids in length — enabled 2,368 different genes to be eliminated By injecting the tumor cells into mice and treating them with PD-1 checkpoint inhibitors, Manguso was then able to tally up which modified tumor cells survived Those that perished had been sensitized to PD-1 blockade as a result of their missing gene Using this approach, Manguso and Haining first confirmed the role of two genes already known to be immune “evaders” — PD-L1 and CD47, drug inhibitors that are already in clinical trials They then discovered a variety of new immune evaders that, if inhibited therapeutically, could enhance PD-1 cancer immunotherapy One such newly-found gene of particular interest is Ptpn2 “Ptpn2 usually puts the brakes on the immune signaling pathways that would otherwise smother cancer cells,” Haining says “Deleting Ptpn2 ramps up those immune signaling pathways, making tumor cells grow slower and die more easily under immune attack.” Gaining more ground With the new screening approach in hand, Haining’s team is quickly scaling up their efforts to search for additional novel drug targets that could boost immunotherapy Haining says the team is expanding their approach to move from screening thousands of genes at a time to eventually be able to screen the whole genome, and to move beyond melanoma to colon, lung, renal carcinoma and more He’s assembled a large team of scientists spanning Dana-Farber/Boston Children’s and the Broad Institute to tackle the technical challenges that accompany screening efforts on such a large scale In the meantime, while more new potential drug targets are likely around the corner, Haining’s team is taking action based on their findings about Ptpn2 “We’re thinking hard about what a Ptpn2 inhibitor would look like,” says Haining “It’s easy to imagine making a small molecule drug that turns off Ptpn2 Bài dịch ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CRISPR-CAS9 TRONG VIỆC TỐI ƯU HĨA LIỆU PHÁP MIỄN DỊCH Hình: Các tế bào T miễn dịch (màu đỏ) tiêu diệt tế bào ung thư (nhiều màu sắc) bị loại bỏ gene giúp “lẩn trốn” khỏi hệ miễn dịch thể Một nghiên cứu đăng tải tạp chí Nature cơng bố ứng dụng cơng nghệ CRISPR-Cas9 việc tìm kiếm mục tiêu giúp nâng cao tính hiệu (effectiveness) chất ức chế PD-1 liệu pháp miễn dịch ung thư Nghiên cứu nhóm tác giả Trung Tâm Nghiên Cứu Ung Thư Trẻ Em Bệnh Lý Huyết Học Dana-Farber/Boston thực Trong cơng trình này, nhóm nghiên cứu sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9 để tìm gene giúp tế bào ung thư “lẩn trốn” khỏi hệ miễn dịch thể Qua đó, việc phá huỷ gene giúp làm tăng hiệu chất ức chế PD1 (programmed cell death 1: thụ thể gây chết tế bào theo chương trình) CRISPR-Cas9, viết tắt thuật ngữ “Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,” kỹ thuật phát triển gần để chỉnh sửa gene Các nghiên cứu gần cho thấy chất ức chế PD-1 hứa hẹn tiềm lớn điều trị ung thư liệu pháp miễn dịch (cancer immunotherapy) Tuy nhiên, nhiều bệnh nhân, ứng chế PD-1 khơng hồn tồn đem lại kết lâm sàng quan trọng Do đó, nhiều nhóm nghiên cứu tìm cách kết hợp loại thuốc khác với chất ức chế PD-1 Bài toán đặt là, làm để tìm thấy mục tiêu (target) điều trị miễn dịch hiệu Để giải vấn đề này, Robert Manguso cộng thiết kế hệ thống sàng lọc di truyền (genetic screening system) giúp xác định gene tế bào ung thư sử dụng để trốn tránh công hệ thống miễn dịch Anh sử dụng CRISPR-Cas9, công nghệ chỉnh sửa gene, hoạt động giống cặp kéo phân tử để cắt DNA vị trí xác mã di truyền, để loại bỏ 2.368 gen biểu tế bào ung thư hắc tố (melanoma skin cancer cell) Tiếp theo, Manguso xác định gene nào, bị xóa, làm cho tế bào ung thư nhạy cảm với thuốc ức chế PD-1 Các tế bào ung thư hắc tố tiêm vào chuột điều trị với thuốc ức chế PD-1 kết cho thấy tế bào ung thư bị loại bỏ gene kể thực nhạy cảm với thuốc ức chế PD-1 bị tiêu diệt Nghiên cứu đồng thời xác nhận vai trò gene giúp tế bào ung thư “lẫn trốn” khỏi hệ miễn dịch mà người biết, PD-L1 CD47 Đồng thời, nhóm nghiên cứu tìm nhiều gene với chức tương tự, số gene Ptpn2 Loại bỏ gene Ptpn2 làm tế bào ung thư phát triển chậm dễ bị tế bào miễn dịch tiêu diệt Từ kết này, giáo sư W.Nick Haining nhóm nghiên cứu cải tiến phương pháp để sàng lọc không hàng ngàn gene lúc mà gene Hơn nữa, nhóm mở rộng sang loại tế bào ung thư khác ruột kết, phổi, thận Đồng thời, nhóm nghiên cứu tập trung phát triển loại thuốc có khả ức chế gene Ptpn2 Khái quát chung công nghệ chỉnh sửa gen 1.1 Chỉnh sửa gen (GENOME EDITING) Là kỹ thuật sử dụng để sửa đổi cách xác hiệu DNA tế bào Nó bao gồm việc cắt giảm trình tự ADN cụ thể với enzyme gọi 'nucleases kỹ thuật' Có thể sử dụng để thêm, xoá, sửa đổi DNA gen 1.2 Phân biệt chỉnh sửa gen chuyển gen Chỉnh sửa gen(Genome editing) Chuyển gen (Gene transformation) Tạo thay đổi trình tự gen Đưa DNA ngoại lai vào hệ gen tế bào nội sinh theo cách có chủ đích, vị chủ theo cách ngẫu nhiên, khơng có vị trí trí xác định (non-GMO) xác định (GMO)  GMO (Genetically Modified Organism): sinh vật biến đổi gen, nói đến GMO người ta thường đề cập đến thể sinh vật mang gen loài khác để tạo dạng chưa tồn tự nhiên 1.3 Mục đích chỉnh sửa gen - Tạo đột biến gen:  Là tạo biến đổi nhỏ xảy cấu trúc gen Những biến đổi thường liên quan đến cặp nucleotit ( đột biến điểm) số cặp nucleotit  Các dạng đột biến: Mất, thêm thay Bằng cách tạo đột biến gen có thể:  Tạo SNP (single nucleotide polymorphisms) có nghĩa dạng đa hình nucleotid đơn, sử dụng để phân tích gen người cho nhiều sinh vật khác nhờ đột biến điểm gen Ví dụ: Một đột biến điểm thay cặp nucleotit G-C cặp A-T ngược lại tạo SNP  Kiểm soát biểu gen: Sự biến đổi cấu trúc phân tử gen dẫn đến biến đổi cấu trúc loại prote inmà mã hóa, cuối dẫn đến biến đổi kiểu hình Các đột biến gen biểu kiểu hình cá thể riêng lẻ, không tương ứng với điều kiện sống  Tạo sản phẩm dung hợp với protein nội sinh 1.4 Bản chất kỹ thuật chỉnh sửa gen Chỉnh sửa gen loại kỹ thuật di truyền, sử dụng loại enzyme “engineered nucleases” để cắt DNA tạo phá vỡ sợi đôi ( double-strand breaks) (DSBs) DNA cụ thể vị trí mong muốn gen Các sợi đơi sửa chữa thông qua ghép nối không tương đồng (Non-homologous end joining) (NHEJ) tái tổ hợp tương đồng (Homologous recombination) (HR), dẫn đến đột biến có mục tiêu NHEJ sử dụng loạt enzyme để trực tiếp kết nối DNA kết thúc đứt gãy sợi đơi Ngược lại, HR, trình tự DNA tương đồng sử dụng khuôn mẫu để tái tạo chuỗi DNA bị điểm dừng 1.4.1 Ghép nối không tương đồng (NHEJ) Là đường để sửa chữa phá vỡ sợi đôi DNA NHEJ gọi "khơng đồng nhất" đầu ngắt trực tiếp ghép nối lại mà không cần mẫu tương đồng làm khuôn mẫu 10 Chỉnh sửa hệ gene hệ thống CRISPRCas9 25 4.2 Cơ chế miễn dịch CRISPR-Cas9  Tiếp nhận đoạn đệm Khi vi khuẩn bị virus công, bước đáp ứng miễn dịch bắt giữ DNA virus chèn phần DNA vào locus CRISPR dạng đoạn đệm (spacer) Cas1 Cas2 chứng minh có liên quan tới trình Các đoạn DNA virus mà vi khuẩn chọn để làm spacer gọi protospacer (tiền spacer) Phân tích cho thấy vi khuẩn khơng chọn đoạn cách ngẫu nhiên, mà đoạn thường nằm cạnh đoạn DNA ngắn (3-5 bp) gọi motif liền kề protospacer (protospacer adjacent motifs – PAM) Các đoạn PAM quan trọng với hệ thống CRISPR-Cas kiểu I II Trong hệ thống kiểu này, protospacer bị cắt đầu cạnh PAM, đầu dựa theo kích thước định (ví dụ, 20 bp kể từ đầu gần PAM), trì kích thước định đoạn spacer hệ thống CRISPR-Cas Các đoạn spacer thường chèn hướng trình tự leader Lược đồ minh họa tiếp nhận đoạn đệm (spacer) từ DNA thực khuẩn thể plasmid xâm nhập vào vi khuẩn Các protein Cas1 Cas2 cắt DNA ngoại lai thành đoạn ngắn Các đoạn spacer tích hợp vào dãy (array) CRISPR phía gần với leader region  Sinh tổng hợp can thiệp crRNA (CRISPR-RNA) trình tự RNA sau định hướng Cas nuclease tới mục tiêu trình can thiệp phiên mã từ trình tự CRISPR Ban đầu, crRNA phiên mã thành sản phẩm phiên mã (transcript) dài bao gồm hầu hết dãy trình tự lặp-đệm CRISPR Sản phẩm phiên mã sau protein Cas cắt nhỏ thành crRNA riêng rẽ 26 Các crRNA liên kết với protein Cas để tạo thành phức hợp nhận biết phá hủy nucleic acid ngoại lai crRNA khơng phân biệt DNA mã hóa với khơng mã hóa (a) Ở giai đoạn can thiệp, đoạn lặp đệm dãy CRISPR phiên mã thành sản phẩm dài nhất, sợi sau xử lý phức hợp gọi CRISPR-associated complex for antiviral defence (Cascade – phức hợp kháng virus kèm CRISPR) Escherichia coli Cas6 Pyrococcus furiosus, tạo CRISPR RNA (crRNA) nhỏ crRNA có khả hình thành cấu trúc vòng (kẹp tóc) hình Sự phiên mã CRISPR dường liên tục (constitutive) leader region đóng vai trò promotor (b) crRNA đóng vai trò dẫn đường cho phức hợp tác động (effector complex) cấu thành nên từ (hoặc một) protein Cas Phức hợp nhận biết DNA ngoại lai cắt đứt đoạn DNA vị trí thích hợp, ngăn chặn xâm nhập ảnh hưởng DNA ngoại lai Các bước nêu bước chế miễn dịch nhờ CRISPR-Cas Hệ thống đa dạng (ví dụ, có tới 45 họ gene cas khác nhau) tiết khác với hệ thống Ví dụ, có hệ thống u cầu phải có trình tự PAM 27 crRNA, hệ thống khác khơng Có hệ thống bao gồm nhiều protein Cas với nhiệm vụ khác (xử lý sản phẩm phiên mã crRNA, phá hủy DNA ngoại lai), có hệ thống sử dụng protein Cas (ví dụ, Cas9) đa Đặc điểm chủ chốt hệ thống CRISPR-Cas (1) tạo điểm đứt gãy sợi kép DNA (2) điểm đứt gãy định vị cách xác nhờ đoạn crRNA định hướng crRNA phiên mã từ DNA, mà DNA dễ dàng tổng hợp nên sử dụng hệ thống CRISPR-Cas tạo điểm đứt gãy sợi kép vị trí mong muốn Đối với virus plasmid, đứt gãy sợi kép DNA chúng nghĩa chúng bị phá hủy, khơng hoạt động Tuy nhiên, đứt gãy xảy với DNA hệ gene tế bào chẳng hạn, tế bào có chế để sửa chữa DNA Ứng dụng thành tựu CRISPR-Cas9 đạt được: Số lượng báo đề cập đến CRISPR tăng vọt từ chục năm 2010 lên tới 600 năm 2014 Biểu đồ sau thể số lượng báo đề cập đến CRISPR qua năm từ 2010 đến 2014, kèm theo dự báo cho năm 2015 Tốc độ tăng trưởng theo cấp số mũ số lượng báo CRISPR Các chuyên gia khắp nơi giới sử dụng phương pháp nhằm sửa chữa lỗ gen lớn bao gồm đột biến gen dẫn đến bệnh teo cơ, xơ gan dạng bệnh viêm gan Các nhà sinh vật học nghiên cứu CRISPR-Cas9 để bảo vệ lồi động vật có nguy tuyệt chủng Đồng thời dùng CRISPR-Cas9 để xóa gen trồng thu hút sâu hại Như vậy, CRISPR-Cas9 giúp giảm phụ thuộc lồi người vào thuốc trừ sâu độc hại Nhờ kỹ thuật CRISPR chỉnh sửa tế bào miễn dịch bệnh nhân ung thư phổi, sau tiêm chúng trở lại vào thể bệnh nhân nhằm tìm kiếm tiêu diệt tế bào ung thư, từ đóchữa lành bệnh 28 Các nhà khoa học ĐH Temple tin kỹ thuật chỉnh sửa gen, gọi Crispr/Cas9 mở đường cho loại thuốc tiêm để chữa khỏi cho người nhiễm HIV Vì chúng hy vọng tương lai HIV chữa khỏi hồn tồn Trong cơng trình xuất tập san khoa học Nature ngày 7.11.2016 vừa qua, nhà nghiên cứu Đại Học Stanford thành công việc sửa chữa gene liên quan đến bệnh hồng cầu liềm (sickle cell disease) 29 Các nhà khoa học Trung tâm nghiên cứu Y tế - Đại học Columbia (Mỹ) lấy mơ tế bào da người bị viêm võng mạc sắc tố để tìm nguyên nhân gây bệnh thay mảnh ADN bị lỗi đoạn gen tinh chỉnh kỹ thuật CRISPR Lần đầu tiên, nhóm nhà khoa học Trung Quốc sử dụng cơng nghệ gọi CRISPR/Cas9 để can thiệp thành công vào hệ gene phôi thai người biến đổi gene đặc biệt gây chứng rối loạn máu hay thiếu máu di truyền (beta thalassaemia) chết người Nhưng, họ tuyên bố nhiều vấn đề cần phải giải cơng nghệ khó ứng dụng rộng rãi tương lai gần 30 Nhóm nhà nghiên cứu đứng đầu Shouwei Tian thuộc phòng thí nghiệm trọng điểm cải tiến phôi thực vật cơng bố cơng trình khoa học họ CRISPR/Cas9 chỉnh sửa gen dưa hấu Tạo dòng dưa hấu chuyển gen mong muốn Một nhóm nghiên cứu Hàn Quốc sửa đổi phức hợp CRISPR để vơ hiệu hóa gen mà khơng đưa gen vào 31 32  Một số thành tựu đánh ý: Mới thành công việc chữa trị bệnh Duchenne chuột thí nghiệm, đánh giá kỳ tích kỷ Duchenne chứng bệnh loạn dưỡng cơ, nói nơm na teo cơ, bệnh di truyền thường tác động đến trẻ em trai với tỷ lệ 1/3.500 Bệnh thường trải qua giai đoạn, giai đoạn biểu trẻ 2-3 tuổi trễ với triệu chứng giảm vận động, chậm biết hay dễ mỏi dễ ngã, đồ vật thường bị rơi cầm nắm Trong giai đoạn 2, tình trạng giảm vận động rõ hơn, lại đứng lên ngồi xuống khó, đặc biệt nằm, ngồi dậy khó khăn bắt đầu xuất teo nhiều nơi qua đến giai đoạn (khoảng từ 10 tuổi trở lên) hẳn khả vận động phải di chuyển xe lăn (khoảng 14 tuổi), bất động giường, phải trợ giúp máy thở (khoảng 18 tuổi) dẫn đến tử vong trước tuổi 30 Duchenne lan đến tim Trong thí nghiệm, chuột cho lây nhiễm hư hỏng đoạn gen làm cho teo chân sau không lại được, sau dùng cơng cụ CRISPR sửa chữa cho đoạn gen trở lại hoạt động bình thường, tiếp tục sản sinh dystrophin, chuỗi amino acid giúp kết nối cho bắp vận động Kết chuột chạy nhảy thoải mái trở lại Vào tháng 2.2016, Anh mạnh dạn cất bước tiên phong Ủy ban Đạo đức HFEA, Cơ quan thẩm quyền Thụ tinh Phôi sinh học Con người (Human Fertilisation and Embryology Authority) cho phép Viện Francis Crick Institute (London) quyền thí nghiệm chỉnh sửa gen phơi người với phôi từ phụ nữ thực thụ tinh ống nghiệm hiến tặng nhằm hiểu cách sâu sắc q trình phát triển phơi thành bào thai khỏe mạnh chào đời Đây nhu cầu lớn việc điều trị chứng vô sinh vốn chiếm tỷ lệ không nhỏ nơi cặp vợ chồng toàn giới Mới đây, năm 2017 nhóm nhà khoa học Trung Quốc tiêm tế bào sửa gen lên thể người Các nhà khoa học Trung Quốc hy vọng gen biến đổi giúp thể bệnh nhân chống lại số loại ung thư phổi, với trường hợp hóa trị hay phương pháp điều trị khác tỏ thiếu hiệu  Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc khác thí nghiệm CRISPR phơi thai người kết chưa kỳ vọng - 2/3 số bào thai phát bị đột biến gen số nhỏ (28 ca sống sót tổng số 86 ca thử nghiệm) thai nhi có chứa nguyên liệu gen thay cấy vào  Trong đó, cơng ty Editas Biotechnology lại đề xuất thực thử nghiệm CRISPR gen gây bệnh mù lòa người ĐH Stanford lên kế hoạch thử nghiệm công nghệ CRISPR vào sửa chữa gen gây bệnh thiếu máu Chất ức chế PD-1 33 6.1 Khái niệm PD-1 protein bề mặt tế bào T (hay gọi T lymphocyte) chiến binh hệ miễn dịch - có vai trò kiểm sốt hệ miễn dịch Hay PD-1 thụ thể có mặt hầu hết tế bào T, thuộc nhóm thụ thể đặc biệt gọi immune checkpoints - trạm kiểm sốt đáp ứng miễn dịch (nói theo nghĩa bóng) dịch theo chất thụ thể kiềm hãm đáp ứng miễn dịch Nó đóng vai trò quan trọng việc điều hồ hệ thống miễn dịch thúc đẩy khả tự chịu đựng cách ngăn chặn hoạt động viêm tế bào T.PD-1 liên kết hai phối tử, PD-L1 PD-L2 Thông qua chế này, PD-1 ức chế hệ thống miễn dịch Điều ngăn ngừa bệnh tự miễn dịch, ngăn ngừa hệ thống miễn dịch giết chết tế bào ung thư Phân tử PD-L1 liên kết với PD-1 tế bào T chết hay trở nên “ngoan ngỗn” Vì PD-L1là protein xun màng tế bào, đóng vai trò ligand (yếu tố gắn kết).Do cần ngăn cản việc PD-1 liên kết với PD-L1 tiêu diệt tế bào ung thư 6.2 Cấu trúc PD-1 protein màng I loại 268 amino acids PD-1 là phần tê bào điều khiển T CD28/CTLA-4 mở rộng Cấu trúc protein bao gồm miền IgV tế bào theo sau vùng màng nội bào Đi nội bào có hai vị trí phosphoryl hóa nằm motif ức chế miễn dịch dựa tyrosine motif chuyển đổi dựa tyrosine, cho thấy PD-1 âm tính điều chỉnh tín hiệu TCR thụ thể tế bào T Điều phù hợp với ràng buộc phosphatase SHP-1 SHP-2 với đuôi tế bào chất PD-1 gắn kết với ligand Ngồi ra, chèn lót PD-1 điều chỉnh ligase E3-ubiquitin CBL-b c-CBL kích hoạt điều chế xuống thụ thể tế bào T PD-1 thể bề mặt tế bào 34 kích hoạt T, tế bào B đại thực bào, cho thấy so với CTLA-4, PD-1 quy định phạm vi rộng tiêu cực đến phản ứng miễn dịch 6.3 Ý nghĩa lâm sàng  Ung thư: Vai trò PD1 phòng ngừa miễn dịch ung thư thừa nhận tốt Các kháng thể đơn dòng nhắm tới PD-1 làm tăng hệ miễn dịch phát triển để điều trị ung thư Rất nhiều tế bào khối u biểu PD-L1, với thuốc ức chế miễn dịch PD-1, ức chế tương tác PD-1 PD-L1 làm tăng phản ứng tế bào T ông nghiệm làm chất trung gian hoạt động chống khối u Đây gọi phong tỏa trạm kiểm soát miễn dịch Sự kết hợp kháng thể PD1 CTLA4 chứng minh có hiệu so với kháng thể đơn điều trị loạt bệnh ung thư Ảnh hưởng hai kháng thể dường không thừa Điều trị chống CTLA4 dẫn đến phản ứng miễn dịch phụ thuộc đặc hiệu kháng thể tế bào T đặc hiệu kháng nguyên tăng lên, anti-PD-1 dường kích hoạt lại khả tế bào T CD8 + để phát tế bào ung thư  Anti - PD-1 therapeutics Một loại kháng thể anti-PD-1là nivolumab(Opdivo - Bristol Myers Squibb) tạo đáp ứng hoàn toàn phần ung thư phổi tế bào nhỏ, u ác tính ung thư tế bào thận thử nghiệm lâm sàng với tổng cộng 296 bệnh nhân Tuy nhiên ung thư đại tràng tụy khơng có đáp ứng.Nivolumab phê duyệt Nhật Bản vào tháng năm 2014 FDA Hoa Kỳ vào tháng 12 năm 2014 để điều trị u ác tính di Pembrolizumab (Keytruda, MK-3475, Merck) lựa chọn mục tiêu thụ thể PD-1 FDA chấp thuận vào tháng năm 2014 để điều trị u ác tính di Pembrolizumab tiếp cận với bệnh nhân u ác tính tiến Anh thơng qua Chương trình Đầu Tiên Tiếp cận Dược phẩm Anh (EAMS) vào tháng năm 2015 Nó sử dụng thử nghiệm lâm sàng Hoa Kỳ ung thư phổi, u lymphơ u trung biểu mơ Nó đo lường thành cơng, với tác dụng phụ Và FDA phê duyệt để sử dụng bệnh Vào ngày tháng 10 năm 2015, Pembrolizumab FDA chấp thuận cho bệnh nhân ung thư phổi tế bào không nh (tiên tiến) (tiến triển) (bệnh di căn) (NSCLC) có bệnh tiến triển sau phương pháp điều trị khác Các thuốc khác trình phát triển giai đoạn sớm thụ thể PD-1 (thuốc ức chế điểm kiểm tra) Pidilizumab (CT-011, Cure Tech) BMS936559 (Bristol Myers Squibb) Cả hai Atezolizumab (MPDL3280A, Roche) Avelumab ( Merck KGaA, Darmstadt, Đức & Pfizer ) nhắm tới thụ thể PD-L1 tương tự 35 6.4 Ứng dụng  HIV Các thuốc nhắm đến PD-1 kết hợp với thụ thể kiểm soát miễn dịch âm tính khác, ( TIGIT ), làm tăng phản ứng miễn dịch / tạo điều kiện cho việc diệt trừ HIV Các tế bào lympho T biểu biểu cao PD-1 trường hợp nhiễm HIV mạn tính cao diện thụ thể PD-1 tương ứng với kiệt sức CD8 HIV cụ thể + độc tế bào CD4 + quần thể tế bào T hỗ trợ mang tính sống chiến chống virus Việc phong tỏa miễn dịch PD-1 dẫn đến việc phục hồi kiểu hình viêm tế bào T cần thiết để chống lại tiến triển bệnh  Bệnh Alzheimer Chẹn PD-1 dẫn đến giảm mảng bàng amyloid-β não cải thiện hiệu nhận thức chuột phong toả miễn dịch PD-1 gợi lên phản ứng miễn dịch phụ thuộc IFN-γ thu nhận đại thực bào có nguồn gốc từ monocyte đến não sau có khả lọc mảng bám amyloid - β từ mô Phối hợp với PD-1 36 chứng minh cần thiết để trì hiệu điều trị điều trị Các sợi amyloid thuốc ức chế miễn dịch phát xác nhận riêng biệt cách kiểm tra ảnh hưởng sợi bệnh viêm thần kinh.PD-1 phòng chống với ảnh hưởng sợi cách thúc đẩy hoạt động miễn dịch gây đường miễn dịch cho phép sửa chữa não  Bệnh Melanom Năm 2011, Bristol-Myers phê chuẩn thương mại hóa loại thuốc khác chế ngự PD-1, gọi Yervoy, giúp cho bệnh nhân melanoma kéo dài thêm sống, song hệ miễn dịch giải phóng gây vài phản ứng nghiêm trọng, viêm ruột kết.Các chất ức chế PD-1 giải phóng hệ miễn dịch xung quanh khối u, toàn hệ thống Điều có nghĩa PD-1 gây phản ứng phụ mà lại có hoạt động chống khối u mạnh loại thuốc Yervoy - theo giải thích Antoni Ribas, chuyên gia melanoma Đại học California, Los Angeles (Mỹ), tờ New England Journal of Medicine Tuy nhiên, có chứng sơ cho thấy chất ức chế PD-1 khơng có tác dụng bệnh nhân có khối u không tạo PD-L1 37 KẾT LUẬN CRISPR chứa đầy hy vọng cho "một giới không ung thư" tương lai loài người nhiều việc phải làm trước đưa pháp đồ điều trị hoàn chỉnh bệnh quái ác Chúng ta hoàn toàn có quyền mong đợi "điều thần kỳ" đến năm Chúng ta có quyền hy vọng ngày bệnh kỉ HIV/AIDS chữa khỏi hoàn toàn Nhưng mặc khác , việc chỉnh sửa gen phôi thai vấn đề đáng quan ngại: đứa trẻ bị biến thành vật thí nghiệm, cha mẹ chịu ảnh hưởng quảng cáo theo thuyết ưu sinh bệnh viện hộ sản đưa Nó ảnh hưởng sâu săc đến vấn đề đạo đức, khơng dự đốn hệ mặt xã hội mà việc áp dụng chỉnh sửa gen mang lại 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://bcevietnam.com.vn/?news=uu-the-cua-cong-nghe-chinh-sua-gennucleofector-trong-zfns-talens-va-crisprcas9 http://www.vjsonline.org/science-technology-pulse/1467559425 http://antgct.cand.com.vn/Khoa-hoc-Van-Minh/Cong-nghe-chinh-sua-gen-Giacmo-hay-ac-mong-416905/ http://www.agi.gov.vn/files/files/HNKH2017/3_Cong%20nghe%20chinh%20sua %20gen%20(P_X_Hoi)%20%5BCompatibility%20Mode%5D.pdf https://www.neb.com/tools-and-resources/feature-articles/crispr-cas9-andtargeted-genome-editing-a-new-era-in-molecular-biology https://www.youtube.com/watch?v=u09Pcwhr4vU http://www.bioradiations.com/crispr-the-hopes-the-fears-and-the-biology/ https://en.wikipedia.org/wiki/Programmed_cell_death_protein_1 39 ... 1.5.2 Công nghệ TALENs 12 1.5.3 Công nghệ CRISPR-Cas9 13 Các khái niệm, thuật ngữ lịch sử đời công nghệ CRISPR-Cas9 13 2.1 Khái niệm thuật ngữ 13 2.2 Lịch sử đời công nghệ. .. 14 2.2.1 Lịch sử đời công nghệ chỉnh sửa gen 14 2.2.2 Lịch sử đời công nghệ CRISPR-Cas9 .14 Công nghệ CRISPR-Cas9, ưu - nhược điểm 14 3.1 Công nghệ CRISPR-Cas9 14... trình dịch thuật từ báo Nature sau giúp người hiểu thêm công nghệ CRISPR-Cas9, chất ức chế PD-1 ứng dụng quan trọng mà công nghệ mang lại Bài báo: MAKING CANCER VULNERABLE TO IMMUNE ATTACK CRISPR-Cas9