Химическая инженерия систем CRISPR-Cas для терапевтического применения

Технология коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами и разделённых спейсерами (CRISPR), изменила молекулярную биологию и открыла новые перспективы для терапии, направленной на определённые гены. Системы CRISPR состоят из эндонуклеазы Cas, ассоциированной с CRISPR, и направляющей РНК (gRNA), которую можно программировать для специфичного связывания с комплементарной ДНК или РНК, их расщепления либо модификации. Однако терапевтическое применение систем CRISPR ограничивают такие факторы, как размер молекул, прокариотическое или фаговое происхождение и необходимость направляющей РНК в качестве обязательного кофактора; всё это влияет на эффективность, доставку и безопасность. В этом обзоре рассматриваются подходы к химической модификации и инженерной разработке направляющих РНК для повышения эффективности или обеспечения возможности применения CRISPR-терапии; особое внимание уделено Cas9 и Cas12a как терапевтическим моделям. Обсуждаются задачи, для решения которых модифицируют направляющие РНК, включая доставку препарата, стабильность в физиологических условиях, эффективность редактирования и внецелевые эффекты, а также сохраняющиеся трудности.