Genetic Engineering and Biosafety Journal

fa روشهای انتقال سیستم ویرایش ژنوم با واسطه کریسپر Delivery methods of CRISPR/Cas-mediated genome editing system مهندسی ژنتیک جانوری Animal مروری Review <div style="text-align: justify;">سیستمهای کریسپر یا تکرارهای کوتاه پالیندرومی فاصلهدار منظم خوشهای و پروتئینهای مرتبط با آن، سیستمهای ایمنی طبیعی میکروبی هستند که به عنوان وسیلهای برای ویرایش ژنی مورد استفاده قرار گرفتهاند. برای ایجاد اثرهای درمانی، اجزای کریسپر باید به طور مستقیم به سلولهای هدف منتقل شود. روشهای متفاوتی برای انتقال وجود دارد. در این مطالعه به برخی سیستمهای انتقال از طریق غشای سلول، شامل سیستمهای انتقال ویروسی و غیر ویروسی پرداخته شده است. سیستم انتقال ویروسی، استفاده از ویروسهایی مانند وکتور ویروس وابسته به آدنو است ولی نگرانیهایی در استفاده بالینی آن وجود دارد. در روش انتقال فیزیکی دوز، مدت زمان و اختصاصیت انتقال دقیقتر کنترل میشود که شامل روشهای الکتروپوراسیون، تزریق هیدرودینامیکی و میکرواینجکشن میباشد. در روش الکتروپوراسیون ممکن است تغییرهای غیرقابل برگشت در فیزیولوژی غشا ایجاد شود که زندهمانی سلول را تهدید میکند. در تزریق هیدرودینامیکی حجم لازم برای شروع تزریق زیاد است و روش مناسبی برای کاربردهای انسانی نیست. میکرواینجکشن دارای کارایی بالا و دوز دقیق کنترل شده است ولی برای کاربرد زیاد غیر عملی است. اگرچه رویکردهای فیزیکی به طور معمول در محیط آزمایشگاه بسیار موفق هستند، اما به طور کلی مقیاس خوبی ندارند و بنابراین برای انتقال در شرایط زنده یا برنامههای با ظرفیت بالا در آزمایشگاه کمتر کاربرد دارد. در روشهای انتقال شیمیایی، به جای القای تغییر در سلول هدف، خود محموله قابل انتقال میتواند تغییر یابد. انتقال شیمیایی به دو شکل شامل روش کپسولهسازی و روش تغییر شیمیایی ماده انتقال پذیر وجود دارد. کپسولهسازی میتواند محموله را از تخریب آنزیمی یا پاسخهای ایمنی محافظت کند و اختصاصی بودن انتقال را ارتقا بخشد. انتقال با تغییر ماده انتقال پذیر، محافظت در مقابل تخریب توسط پروتئازها را تامین نمیکند، همچنین قادر به هدفگیری خاص سلول نیستند. بنابراین استفاده موفقیت آمیز نیاز به ترکیب با روش کپسولهسازی یا سایر روشهای انتقال دارد. با توجه به این که هر کدام از روشهای انتقال دارای عیبها و مزیتهایی هستند، لازم است موثرترین روش انتقال انتخاب شود، تا سیستم کریسپر برای ویرایش ژن کارآمد باشد.</div> <div style="text-align: justify;">CRISPR systems or clustered regularly interspaced short palindromic repeats and related proteins are natural microbial immune systems, which have been used as a tool for gene editing. To produce therapeutic effects, CRISPR components must be delivered directly to the target cells. There are different methods of delivery. In this study, some delivery systems through the cell membrane have been reviewed, including viral and non-viral delivery systems. The viral delivery system is the use of viruses such as adeno-associated virus vectors but there are concerns in its clinical use. The non-viral delivery system consists of various methods, including physical delivery and chemical delivery. In the physical delivery; the dose, duration, and specificity of the transfer are controlled more precisely, which includes the methods of electroporation, hydrodynamic injection, and microinjection. In the electroporation method, irreversible changes may occur in the physiology of the membrane, which threatens the cell's viability. In hydrodynamic injection, the volume required to start the injection is large and it is not a suitable method for human applications. Microinjection has high efficiency and precisely controlled dose, but it is very impractical for high-capacity cases. Although physical approaches are typically very successful in the laboratory, they generally do not scale well and are therefore less applicable for delivery to live conditions or high-throughput applications in the laboratory. In chemical delivery methods, instead of inducing a change in the target cell, the transferable cargo itself can be changed. There are two main forms of chemical delivery, including the method of encapsulation of the transferable substance and the method of modification of the transferable substance. Encapsulation can protect the cargo from enzymatic degradation or immune responses and enhance the specificity of delivery. Modification does not protect against degradation by proteases, nor are they capable of specific cell targeting. Therefore, successful use needs to be combined with encapsulation or other delivery methods. Considering that each delivery method has advantages and disadvantages, it is necessary to choose the most effective delivery method so that the CRISPR system be efficient for gene editing.</div> انتقال غیر ویروسی, انتقال ویروسی, پروتئین Cas9, کریسپر, ویرایش ژنی Cas9, CRISPR/Cas, Genome editing, Nonviral delivery, Viral delivery 145 156 http://gebsj.ir/browse.php?a_code=A-10-481-1&slc_lang=fa&sid=1 Zahra Kordzadeh-Kermani زهرا کردزاده کرمانی zk.kordzadeh@gmail.com 10031947532846005255 10031947532846005255 No Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران Reza Kheirandish رضا خیراندیش kheirandish@uk.ac.ir 10031947532846005256 10031947532846005256 Yes Department of Pathobiology, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران Hosseinali Sasan حسینعلی ساسان hsasa@uk.ac.ir 10031947532846005257 10031947532846005257 No Department of Biology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran بخش زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران