ક્લસ્ટર્ડ રેગ્યુલરી ઇન્ટરસ્પેસ્ડ શોર્ટ પેલિન્ડ્રોમિક રિપીટ્સ (CRISPR) એ ત્રીજી પેઢીની જીનોમ એડિટિંગ ટેકનિક છે જેણે તેના ઉચ્ચ-થ્રુપુટ પરિણામો સાથે વિશ્વમાં ક્રાંતિ લાવી છે. તેનો ઉપયોગ વિવિધ જૈવિક રોગો અને ચેપની સારવાર માટે કરવામાં આવ્યો છે. વિવિધ બેક્ટેરિયા અને અન્ય પ્રોકેરીયોટ્સ (જેમ કે આર્ચીઆ) માં ફેજેસ સામે રક્ષણ માટે CRISPR/Cas9 સિસ્ટમ્સ પણ છે. એવું નોંધાયું છે કે CRISPR/Cas9-આધારિત વ્યૂહરચનાઓ સંભવિત રીતે બદલાયેલા પ્રતિકાર જનીનો, ટ્રાન્સક્રિપ્શન અને એપિજેનેટિક નિયમનને લક્ષ્ય બનાવીને ટ્રિપલ નેગેટિવ સ્તન કેન્સર (TNBC) ના વિકાસ અને પ્રગતિને અટકાવી શકે છે. આ ઉપચારાત્મક હસ્તક્ષેપો TNBC માં પણ જોવા મળતી ડ્રગ પ્રતિકાર જેવી પડકારજનક સમસ્યાઓને સંબોધવામાં મદદ કરી શકે છે. હાલમાં, કોષોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે CRISPR/Cas9 પહોંચાડવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે ભૌતિક (માઈક્રોઇન્જેક્શન, ઇલેક્ટ્રોપોરેશન અને હાઇડ્રોડાયનેમિક મોડ્સ), વાયરલ (એડેનો-સંકળાયેલ વાયરસ અને લેન્ટિવાયરસ) અને નોન-વાયરલ (લિપોસોમ્સ અને લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સ) - કણો). TNBC ના મોલેક્યુલર કારણોનો અભ્યાસ કરવા માટે વિવિધ મોડેલો વિકસાવવામાં આવ્યા હોવા છતાં, જિનોમ એડિટિંગ ટૂલ્સ ઇન વિવો પહોંચાડવા માટે સંવેદનશીલ અને લક્ષિત પદ્ધતિઓનો અભાવ તેમના ક્લિનિકલ ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે. સારાંશમાં, આ સમીક્ષા હાલના પુરાવાઓના આધારે TNBC માટે CRISPR/Cas9 સારવારની પ્રગતિ, પડકારો, મર્યાદાઓ અને સંભાવનાઓની વ્યાપક તપાસ કરે છે. અમે એ પણ પ્રકાશિત કરીએ છીએ કે કૃત્રિમ બુદ્ધિ અને મશીન લર્નિંગનું સંયોજન TNBC ની સારવારમાં CRISPR/Cas9 વ્યૂહરચનાઓ કેવી રીતે સુધારી શકે છે.
કેન્સર અનિયંત્રિત કોષ વિભાજન, કોષ ચક્ર ચેકપોઇન્ટ્સમાં વિક્ષેપ અને ગાંઠ દબાવનાર જનીનો (TSGs) માં પરિવર્તન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (મેથ્યુઝ એટ અલ., 2022). કેન્સરના વિવિધ પ્રકારોમાં, સ્તન કેન્સર એ સ્ત્રીઓમાં સૌથી સામાન્ય પ્રકારનું કેન્સર છે અને વિશ્વભરમાં તેનો મૃત્યુદર ઊંચો છે (વેક્સ અને વાઇનર, 2019). સ્તન કેન્સર એ એક વિજાતીય રોગ છે જેમાં વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ છે, જેમ કે હિસ્ટોલોજીકલ અને જૈવિક લક્ષણો, ક્લિનિકલ પ્રસ્તુતિ અને વર્તન, અને સારવાર પ્રત્યેનો પ્રતિભાવ (વેઇજેલ્ટ એટ અલ., 2010). સ્તન કેન્સરનું વર્ગીકરણ સ્તન કેન્સર નિદાન અને ગાંઠ પૂર્વસૂચન માટે ચોક્કસ આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે. સ્તન કેન્સરના વર્ગીકરણ માટે સામાન્ય બાયોમાર્કર્સ અને ક્લિનિકોપેથોલોજીકલ લક્ષણોનો ઉપયોગ મુખ્ય માપદંડ રહ્યો છે (ત્સાંગ અને ત્સે, 2019). સ્તન કેન્સરના પૂર્વસૂચન અને સારવારનો પ્રતિભાવ અસંખ્ય પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમાં એસ્ટ્રોજન રીસેપ્ટર (ER), પ્રોજેસ્ટેરોન રીસેપ્ટર (PR), માનવ એપિડર્મલ વૃદ્ધિ પરિબળ રીસેપ્ટર 2 (HER2/neu), અને હિસ્ટોલોજીકલ ગ્રેડ, ગાંઠ પ્રકાર અને ગ્રેડનો સમાવેશ થાય છે. કદ અને લસિકા ગાંઠ મેટાસ્ટેસિસ (અલ-તુબૈતી, 2020). સ્તન કેન્સરના પાંચ આંતરિક પરમાણુ પેટા પ્રકારો ઓળખવામાં આવ્યા છે, જેમાં લ્યુમિનલ A, લ્યુમિનલ B, HER2-સમૃદ્ધ, બેઝલ-જેવા અને ક્લાઉડિન-લો (પ્રેટ એટ અલ., 2015)નો સમાવેશ થાય છે. TNBC એ કેન્સરનો એક પરમાણુ પેટા પ્રકાર છે જે બધા ER, PR અને HER2 (યિન એટ અલ., 2020) વ્યક્ત કરતો નથી. આ રોગવિજ્ઞાનવિષયક લક્ષણો TNBC સાથે સંકળાયેલા છે, જે તેની ઝડપી પ્રગતિ અને અન્ય કોઈપણ પ્રકારના સ્તન કેન્સર કરતાં વધુ આક્રમક પ્રકૃતિની પુષ્ટિ કરે છે (ફેંગ એટ અલ., 2018). વધુમાં, પેરુ એટ અલ (2000) એ સ્તન કેન્સરને ફરીથી વર્ગીકૃત કરવા અને સ્તન કેન્સરના પાંચ આંતરિક પેટા પ્રકારોને ઓળખવા માટે માઇક્રોએરે ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કર્યો હતો (કેડેનાસ, 2012). બેસલ-જેવા સ્તન કેન્સર એ સ્તન કેન્સરનો એક પેટા પ્રકાર છે જેમાં ટ્રિપલ-નેગેટિવ ફેનોટાઇપ છે અને તે ઝડપી પ્રગતિ સાથે સંકળાયેલ છે. એ નોંધવું જોઈએ કે બધા બેઝલ જેવા સ્તન કેન્સરનું સામાન્ય રીતે TNBC તરીકે ખોટું નિદાન થાય છે, પરંતુ ફક્ત 77% TNBC હોય છે; તેનાથી વિપરીત, 71-91% TNBC બેઝલ જેવા હોય છે, જે દર્શાવે છે કે આ બે પ્રકારના સ્તન કેન્સર ઓવરલેપ થાય છે અને વિવિધ વર્ગીકરણનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે (વાંગ ડી.-વાય. એટ અલ., 2019). આનાથી પૂર્વસૂચન સ્પષ્ટ કરવા અને વર્તમાન અને ભવિષ્યની સારવાર માટે સંભવિત પ્રતિભાવો ઓળખવા માટે TNBC ની વિજાતીયતાને દર્શાવવાની જરૂરિયાત ઊભી થાય છે. વધુમાં, TNBC સ્તન કેન્સરના તમામ કેસોમાં 15-20% હિસ્સો ધરાવે છે અને 50 વર્ષથી ઓછી ઉંમરની સ્ત્રીઓમાં વધુ સામાન્ય છે. TNBC ના લગભગ 20% કેસોમાં BRCA1 અથવા BRCA2 પરિવર્તન નોંધાયા છે (Xie et al., 2017; Tzikas et al., 2017). , 2020). અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે TNBC માં એક વિશિષ્ટ રોગપ્રતિકારક સૂક્ષ્મ પર્યાવરણ છે જેમાં ઉચ્ચ સ્તરના વેસ્ક્યુલર એન્ડોથેલિયલ વૃદ્ધિ પરિબળો, ગાંઠ-સંકળાયેલ મેક્રોફેજ (TAMs), ગાંઠ-ઘૂસણખોરી લિમ્ફોસાઇટ્સ (TILs), અને ગાંઠ વૃદ્ધિ અને સ્થળાંતરમાં સામેલ અન્ય અણુઓનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, TNBC ના સૂક્ષ્મ પર્યાવરણને સમજવું તેના પૂર્વસૂચન અને સારવાર માટે મહત્વપૂર્ણ છે (ફેન અને હી, 2022).
TNBC ના પૂર્વસૂચનનું મૂલ્યાંકન કરવા અને અસરકારક સારવાર સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ER, PR અને HER2 શોધવા માટે ઇમ્યુનોહિસ્ટોકેમિસ્ટ્રી (IHC) અને સ્તન નિયોપ્લાઝમ શોધવા માટે મેમોગ્રાફી પર આધારિત સચોટ નિદાન મહત્વપૂર્ણ છે. જો કે, મેમોગ્રાફી નેક્રોસિસ અને ફાઇબ્રોસિસ જેવા ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ લક્ષણોનું પર્યાપ્ત રીતે નિરૂપણ કરી શકતી નથી (દીપક સિંહ એટ અલ., 2021). ખરાબ પૂર્વસૂચન અને નિદાન ડોકટરોને યોગ્ય દવાઓ લખી શકતા નથી (ચૌધરી, 2020), TNBC ધરાવતા દર્દીઓની સંભાળ સુધારવા માટે વિવિધ વ્યૂહરચનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. હાલમાં, TNBC ધરાવતા દર્દીઓમાં બે દવાઓ, ડોક્સોરુબિસિન અને સાયક્લોફોસ્ફામાઇડનો ઉપયોગ થાય છે અને સારા પરિણામો દર્શાવ્યા છે. વધુમાં, અન્ય પ્લેટિનમ દવાઓનો ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે કાર્બોપ્લાટિન અને સિસ્પ્લેટિન (સિકોવ એટ અલ., 2015). વધુમાં, TNBC ની સારવાર માટે સંભવિત કીમોથેરાપી દવાઓ તરીકે Olaparib, Velaparib, અને PF-01367338 જેવા PARP અવરોધકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે (Ishino et al., 2018). TNBC ની ઘટના અને પ્રગતિમાં Wnt/b-Catenin, NOTCH, અને Hedgehog સિગ્નલિંગ માર્ગો સામેલ હોવાનું નોંધાયું હોવાથી, આ માર્ગો પર દવાઓને લક્ષ્ય બનાવવી એ એક મહત્વપૂર્ણ વ્યૂહરચના હોઈ શકે છે (Aysola et al., 2013). જોકે શસ્ત્રક્રિયા, રેડિયેશન થેરાપી અને કીમોથેરાપી આજે TNBC માટે સારવારનો મુખ્ય આધાર છે, તેમ છતાં, લક્ષિત ઉપચાર, ઇમ્યુનોથેરાપી, વિવિધ CRISPR-સંબંધિત જનીન સંપાદન સાધનો જેમ કે Cas9n, dCas9., CRISPR/Cas12, પ્રાઇમ એડિટિંગ અને CRISPR/Cas9-લક્ષિત જનીન ઉપચાર સહિત નવી સારવાર વિકસાવવામાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ થઈ છે. અહીં આપણે TNBC ની સારવારમાં ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ CRISPR-સંબંધિત જનીન સંપાદન સાધનો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીશું. તેમાંથી, CRISPR/Cas9 ને વ્યાપક ધ્યાન મળ્યું છે.
Cas9n, જેને Cas9 nickase તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે CRISPR/Cas9 જીનોમ એડિટિંગ સિસ્ટમ (ગુપ્તા એટ અલ., 2019) માંથી મેળવેલા Cas9 પ્રોટીનનું આનુવંશિક રીતે એન્જિનિયર્ડ પ્રકાર છે. તેના મૂળ સ્વરૂપમાં, Cas9 પ્રોટીનમાં બે ન્યુક્લીઝ ડોમેન્સ છે: RuvC અને HNH, જેનું મુખ્ય કાર્ય બંને DNA સ્ટ્રેન્ડ્સનું ક્લીવેજ છે. જો કે, Cas9n માં, ન્યુક્લીઝ ડોમેન્સમાંથી એક, HNH, આનુવંશિક રીતે પરિવર્તિત થાય છે અને નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે. તેથી, Cas9n નું HNH ડોમેન બિનકાર્યક્ષમ રહે છે. ફક્ત RuvC ડોમેન સક્રિય રહે છે, જે Cas9n ને સિંગલ DNA સ્ટ્રેન્ડ્સ પર કાપ મૂકવા અથવા વિરામ બનાવવા દે છે (ટ્રેવિનો અને ઝાંગ, 2014). Cas9 ની તુલનામાં, Cas9n અસરકારક રીતે લક્ષ્યની બહારની અસરો ઘટાડી શકે છે અને કોષ સમારકામ પદ્ધતિઓને સચોટ રીતે સુધારી શકે છે. Cas9n નો ઉપયોગ વિવિધ સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે થઈ શકે છે, જેમ કે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ DNA માં ચોક્કસ સ્થાનો પર વિરામ બનાવવા. આ હેતુ માટે, બે Cas9n પરમાણુઓને જોડવામાં આવ્યા હતા અને એકસાથે ઉપયોગમાં લેવાયા હતા (Yee, 2016). મિશ્ર વંશ કાઇનેઝ 3 (MLK3) એ એક મિટોજેન-સક્રિય પ્રોટીન કાઇનેઝ છે જે TNBC મેટાસ્ટેસિસ દરમિયાન મુખ્ય નિયમનકાર તરીકે સેવા આપે છે (ક્રોનન એટ અલ., 2012).
MLK3 TNBC મેટાસ્ટેસિસ તરફ દોરી જતા બહુવિધ સિગ્નલિંગ માર્ગોને સક્રિય કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, c-Jun N-ટર્મિનલ કાઇનેઝ (JNK) માર્ગ કોષ ગતિશીલતા અને બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ અધોગતિને નિયંત્રિત કરે છે, અને MLK3 JNK માર્ગને સક્રિય કરે છે, જેનાથી કોષ ગતિશીલતામાં વધારો થાય છે અને આક્રમક ગુણધર્મો પ્રાપ્ત થાય છે (રત્નાસિંચાઈ અને ગેલો, 2016). MLK3 EMT ને પણ નિયંત્રિત કરે છે. આ કરવા માટે, તે સ્નેઇલ, સ્લગ અને ટ્વિસ્ટ જેવા ડાઉનસ્ટ્રીમ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળોને સક્રિય કરે છે. આ પરિબળો ઉપકલા માર્કર્સની અભિવ્યક્તિને અટકાવે છે અને મેસેનકાઇમલ માર્કર્સની અભિવ્યક્તિને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે મેટાસ્ટેટિક ફેનોટાઇપના સંપાદન તરફ દોરી જાય છે (કેસાલિનો એટ અલ., 2023). MLK3 એ ECM રિમોડેલિંગ અને મેટ્રિક્સ મેટાલોપ્રોટીનેઝ (MMPs) જેવા પ્રોટીઝના સક્રિયકરણમાં ભૂમિકા ભજવતું જોવા મળ્યું છે જે ECM ને અધોગતિ કરે છે. આ ગાંઠ કોષના આક્રમણને સરળ બનાવે છે અને દૂરના સ્થળોએ ફેલાવે છે (કટારી એટ અલ., 2019). આમ, અગાઉના અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે MLK3 TNBC માં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. રત્નાસિંચાઈ અને ગેલોએ MLK3 ની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરવા માટે TNBC મોડેલોનો ઉપયોગ કર્યો અને જાણવા મળ્યું કે તે ચોક્કસ સિગ્નલિંગ માર્ગો દ્વારા કેન્સરના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે. તેઓએ MLK3 ને સંપાદિત કરવા માટે CRISPR/Cas9n નો ઉપયોગ કર્યો અને TNBC મેટાસ્ટેસિસમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો જોયો (રત્નાસિંચાઈ અને ગેલો, 2016).
dCas9, જેને ઘણીવાર નિષ્ક્રિય Cas9 કહેવામાં આવે છે, તે Cas9 પ્રોટીનનું એક સુધારેલું વ્યુત્પન્ન સ્વરૂપ છે. સક્રિય Cas9 થી વિપરીત, dCas9 માં એન્ડોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિનો અભાવ છે, જેના કારણે તે DNA ડબલ-સ્ટ્રેન્ડ બ્રેક્સને પ્રેરિત કરવામાં અસમર્થ બને છે. તેથી, dCas9 નો ઉપયોગ DNA ક્રમમાં કોઈપણ ફેરફાર અથવા ફેરફાર કર્યા વિના જીનોમના ચોક્કસ પ્રદેશોને ચોક્કસ રીતે લક્ષ્ય બનાવવા માટે કરી શકાય છે (વાંગ એટ અલ., 2016). dCas9 માં, બે એન્ડોન્યુક્લીઝ પ્રોટીન, RuvC અને HNH, મહત્વપૂર્ણ એમિનો એસિડ અવશેષોને દબાવીને નિષ્ક્રિય કરવામાં આવે છે. (રિક્ટર એટ અલ., 2016). DNA ક્લીવેજ પ્રવૃત્તિનો અભાવ હોવા છતાં, dCas9 આનુવંશિક સંશોધન અને બાયોટેકનોલોજીમાં ઘણી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાઓ ભજવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે જીનોમના ચોક્કસ પ્રદેશોના વિઝ્યુલાઇઝેશનને મંજૂરી આપે છે, ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ નિયમનને સરળ બનાવે છે અને એપિજેનેટિક ફેરફારોને પ્રોત્સાહન આપે છે (બ્રોકન એટ અલ., 2018).
ટ્રાન્સક્રિપ્શન ફેક્ટર ZEB1 (ઝીંક ફિંગર ઇ-બોક્સ બંધનકર્તા હોમિયોબોક્સ 1) એપિથેલિયલ-મેસેનકાઇમલ ટ્રાન્ઝિશન (EMT) ની મધ્યસ્થી કરવામાં ચોક્કસ અને મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે ગર્ભ વિકાસ, પેશી સમારકામ અને કેન્સર પ્રગતિ દરમિયાન થતી સેલ્યુલર પ્રક્રિયા છે. તેમાં ઉપકલા કોષોનું મેસેનકાઇમલ કોષોમાં રૂપાંતર શામેલ છે, જેના પરિણામે કોષ આકારશાસ્ત્ર, ગતિશીલતા, આક્રમકતા વગેરેમાં ફેરફાર થાય છે. (વુ એટ અલ., 2020). ZEB1 બહુવિધ ઉપકલા માર્કર્સને અટકાવે છે, જેમ કે E-કેડરિન અને ઓક્લુડિન, જે TNBC (મોરેનો-બ્યુનો એટ અલ., 2008) માં ઉપકલા કોષોના કોષ-કોષ સંલગ્નતા અને ધ્રુવીયતા જાળવવા માટે જવાબદાર છે. વધુમાં, ZEB1 ચોક્કસ માર્કર્સ જેમ કે N-કેડરિન, વિમેન્ટિન અને ફાઇબ્રોનેક્ટીન (કોનરાડી એટ અલ., 2014) ને સક્રિય કરે છે અને Rho GTPases અને મેટ્રિક્સ મેટાલોપ્રોટીનેસેસ (MMPs) (હુઆંગ) જેવા સાયટોસ્કેલેટલ રિમોડેલિંગમાં સામેલ જનીનોને પણ નિયંત્રિત કરે છે. et al., 2014). 2022), વધુમાં, તે વિવિધ સિગ્નલિંગ માર્ગોને પણ અસર કરે છે જેમ કે ટ્રાન્સફોર્મિંગ ગ્રોથ ફેક્ટર-β (TGF-β), Wnt સિગ્નલિંગ, વગેરે, જેનાથી TNBC માં ગાંઠના આક્રમણ અને મેટાસ્ટેસિસને પ્રોત્સાહન મળે છે (ચેન એટ અલ., 2016). અસંખ્ય અભ્યાસો અને વૈજ્ઞાનિક પુરાવા સૂચવે છે કે ZEB1 માં TNBC ની શોધ અને ઉપચારાત્મક હસ્તક્ષેપ માટે મૂલ્યવાન એજન્ટ તરીકે મોટી સંભાવના છે. તાજેતરના એક અભ્યાસમાં, વાર્યાહ એટ અલ. એ TNBC મોડેલનો ઉપયોગ કર્યો અને dCas9 દ્વારા ZEB1 નું સંપૂર્ણ દમન પ્રાપ્ત કર્યું. આમ, તેઓએ ઇન વિવો પરિસ્થિતિઓમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ વિશિષ્ટતા અને ZEB1 નું લગભગ સંપૂર્ણ નિષેધ અવલોકન કર્યું (વાર્યાહ એટ અલ., 2023).
CRISPR/Cas12 એ CRISPR/Cpf1 નામનું જનીન સંપાદન સાધન છે. તે CRISPR/Cas સિસ્ટમ પરથી ઉતરી આવ્યું છે, જ્યાં Cas12 શબ્દ CRISPR-સંકળાયેલ પ્રોટીન 12 (ભરતકુમાર એટ અલ., 2022) નો સંદર્ભ આપે છે, જે સંપૂર્ણપણે Cas9 જેવું જ છે. માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે તેમાં Cas12 પ્રોટીન છે. Cas9 ની તુલનામાં, Cas12 માં કેટલાક અનન્ય કાર્યો છે જેમ કે જનીન સંપાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્ટીકી છેડા ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે Cas9 બ્લન્ટ છેડા ઉત્પન્ન કરે છે (વાંગ એટ અલ., 2021). Cas12 ની આ મિલકત તેની ચોક્કસ DNA મેનીપ્યુલેશન ટેકનોલોજીમાં ફાળો આપે છે. લક્ષ્ય DNA ને ચોક્કસ રીતે ઓળખવા અને કાપવામાં સક્ષમ પ્રોટીન તરીકે, તેમાં અસાધારણ વૈવિધ્યતા છે, જે તેને જનીન સંપાદન (Pickar-Oliver and Gersbach, 2019) સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે અસરકારક સાધન બનાવે છે.
અન્ય CRISPR વેરિઅન્ટ્સની જેમ, CRISPR/Cas12 પણ TNBC માં જનીનોને બહાર કાઢવા અથવા સક્રિય કરવા સક્ષમ છે, જે તેના રોગકારકતા અથવા સારવારના પ્રતિભાવમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવતા જનીનોને લક્ષ્ય બનાવે છે (યાંગ અને ઝાંગ, 2023). આ પ્રક્રિયાને પૂર્ણ કરવા માટે, એક માર્ગદર્શક RNA (gRNA) વિકસાવવામાં આવ્યું હતું જે Cas12 ને લક્ષ્ય જનીન તરફ દિશામાન કરે છે. એકવાર Cas12 તેના લક્ષ્ય સાથે જોડાઈ જાય, પછી તે DNA માં ડબલ-સ્ટ્રેન્ડ બ્રેક્સ રજૂ કરે છે અને DNA રિપેર મિકેનિઝમ્સને સક્રિય કરે છે. રિપેર પ્રક્રિયા દરમિયાન, ખોટા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ થઈ શકે છે, જે જનીન પરિવર્તન અને કાર્ય ગુમાવવા તરફ દોરી જાય છે (ઝાંગ એટ અલ., 2021a). વધુમાં, જનીનોને સક્રિય કરવા માટે Cas12 એન્ઝાઇમ (જેને dCas12 કહેવાય છે) ના સુધારેલા સંસ્કરણનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. તેને ટ્રાન્સક્રિપ્શન એક્ટિવેટર સાથે જોડીને, ચોક્કસ જનીનોને પ્રેરિત કરવાનું શક્ય છે, જેનાથી તેમને સક્રિય કરી શકાય છે. આ ટેકનોલોજીમાં ગાંઠ દબાવનાર જનીનોના સક્રિયકરણને પ્રોત્સાહન આપવાની મોટી સંભાવના છે (સુલતાન એટ અલ., 2022).
પ્રાઇમ એડિટિંગ એ એક નવી વિકસિત અને અત્યંત શ્રેષ્ઠ જીનોમ એડિટિંગ ટેકનોલોજી છે. તે સજીવના ડીએનએને ખૂબ જ ચોક્કસ રીતે સંશોધિત કરવામાં સક્ષમ છે (ચેન અને લિયુ, 2023). પ્રાઇમ એડિટિંગ બે મુખ્ય ઘટકોના એકીકરણ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે: એક સંશોધિત CRISPR/Cas9 એન્ઝાઇમ અને રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ. CRISPR/Cas9 એન્ઝાઇમની ભૂમિકા જીનોમમાં ચોક્કસ સ્થળોને પસંદગીયુક્ત રીતે લક્ષ્ય બનાવવાની છે, જ્યારે રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ લક્ષ્ય સ્થાન પર DNA ને સંપૂર્ણ રીતે સંશોધિત કરવામાં મદદ કરે છે (હસન એટ અલ., 2021). પ્રાઇમર એડિટિંગ મિકેનિઝમમાં, પ્રથમ પગલામાં પ્રાઇમર એડિટિંગ માર્ગદર્શિકા RNA (pegRNA) (સ્ટેન્ડેજ-બેઇર એટ અલ., 2021) બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં લક્ષ્ય DNA માં ઇચ્છિત સંપાદન સ્થળને અનુરૂપ લક્ષ્ય ક્રમ અને RNA ટેમ્પલેટ શામેલ છે. પછી pegRNA ને પ્રાઇમર એડિટિંગ ન્યુક્લીઝ (PE2) સાથે લક્ષ્ય કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. PE2 એ એક ફ્યુઝન પ્રોટીન છે જેમાં Cas9 એન્ઝાઇમ, રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ અને પ્રાઇમર એડિટિંગ એડેપ્ટર (માર્ટિન-એલોન્સો એટ અલ., 2021) હોય છે. કોષની અંદર, pegRNA અને PE2 સંકુલ તેઓ જે ચોક્કસ DNA ને સુધારવા માંગે છે તે શોધે છે. Cas9 એન્ઝાઇમ DNA ને કાપીને એકલ સ્ટ્રેન્ડ્સનો સમાવેશ કરતું ટેમ્પ્લેટ બનાવે છે (ચોઈ એટ અલ., 2022). રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ આ ટેમ્પ્લેટનો ઉપયોગ DNA ને સંપાદન માટે તૈયાર કરવા માટે કરે છે. DNA ની નકલ કરવાની સાથે, RNA ટેમ્પ્લેટને સંપાદિત કરવા માટેની સૂચનાઓ પણ શામેલ છે. અંતે, નવા બનાવેલા DNA સ્ટ્રેન્ડનો ઉપયોગ DNA માં વિરામને સુધારવા માટે ટેમ્પ્લેટ તરીકે થાય છે, જેના પરિણામે ઇચ્છિત ફેરફાર ધરાવતો બદલાયેલ DNA ક્રમ બને છે (ઓચોઆ-સાંચેઝ એટ અલ., 2021). પ્રાઈમર એડિટિંગ મિકેનિઝમ્સ જનીનોમાં વ્યાપક પરિવર્તન તરફ દોરી શકે છે. તે બિંદુ પરિવર્તન, નિવેશ, કાઢી નાખવા અને જનીન રિપ્લેસમેન્ટને પણ લક્ષ્ય બનાવી શકે છે (એન્ઝાલોન એટ અલ., 2019; ચેન અને લિયુ, 2023). પ્રાઇમ એડિટિંગ અગાઉના જીનોમ એડિટિંગ તકનીકો કરતાં ઘણા ફાયદા પ્રદાન કરે છે. આમાં વધેલી ચોકસાઈ, ઘટાડેલી ઓફ-ટાર્ગેટ અસરો અને DNA ડબલ-સ્ટ્રેન્ડ બ્રેક્સ પર આધાર રાખ્યા વિના DNA ને સંપાદિત કરવાની ક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે (એન્ઝાલોન એટ અલ., 2020).
CRISPR/Cas9 ટેકનોલોજી મૂળરૂપે બેક્ટેરિયાને પ્લાઝમિડ ટ્રાન્સફર અને ફેજ ચેપથી બચાવવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી અને બાદમાં તેને જીનોમ એડિટિંગ માટે અસરકારક RNA-આધારિત DNA લક્ષ્યીકરણ સાધન તરીકે ફરીથી ઉપયોગમાં લેવામાં આવી હતી (જિયાંગ અને ડૌડના, 2017). વધુમાં, CRISPR/Cas9 સિસ્ટમ અનુક્રમે 50% અને 87% બેક્ટેરિયલ અને આર્કિયલ જીનોમમાં હાજર હોવાનું નોંધાયું છે (ઇશિનો એટ અલ., 2018). CRISPR/Cas9 એ ઇન વિવો અને ઇન વિટ્રો મોડ્સનો ઉપયોગ કરીને કોઈપણ અસામાન્ય આનુવંશિક ક્રમને કાઢી નાખવા, દાખલ કરવા અને સુધારવા માટે એક સંભવિત સાધન છે (સબિત એટ અલ., 2021). વધુમાં, રસના લક્ષ્ય જનીનો માટે તેની વિશિષ્ટતાને કારણે CRISPR/Cas9 અનુકૂલનશીલ રોગપ્રતિકારક શક્તિનો ભાગ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે (ચેન અને ઝાંગ, 2018).
CRISPR/Cas9 માં Cas9 અને એક જ માર્ગદર્શક RNA (sgRNA) નો સમાવેશ થાય છે. Cas9 એ બહુવિધ પ્રોટીન ઘટકોથી બનેલું એન્ડોન્યુક્લીઝ છે. વધુમાં, Cas9 માં અનન્ય માળખાકીય અને રચનાત્મક ગુણધર્મો છે (પેસેસા એટ અલ., 2022) કારણ કે તેમાં બે લોબ્સ છે: ઓળખ (REC) અને ન્યુક્લીઝ (NUC). REC લોબને વધુ ત્રણ પ્રદેશોમાં વહેંચવામાં આવ્યો છે: REC1, REC2, અને બ્રિજ હેલિક્સ (ક્રોમવેલ એટ અલ., 2018). NUC માં ત્રણ લોબ્સનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે RuvC (RuvC I, RuvC II, RuvC III), HNH અને પ્રોટોસ્પેસર અડીને મોટિફ (PAM) ઇન્ટરેક્શન ડોમેન (આકૃતિ 1) (સોંગ એટ અલ., 2016). sgRNA માં બે ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં CRISPR RNA (crRNA) અને ટ્રાન્સકોડિંગ નાના RNA (ટ્રેસર RNA) (આકૃતિ 1)નો સમાવેશ થાય છે. sgRNA, Cas9 પ્રોટીનને કનેક્ટિન્સ સાથે જોડે છે જેથી એક સક્રિય સંકુલ બને, જેને ઇફેક્ટર સંકુલ પણ કહેવાય છે (રિક્ટર એટ અલ., 2012). crRNA એ 18-20 ન્યુક્લિયોટાઇડ બેઝ જોડી છે જે લક્ષ્ય DNA સિક્વન્સને ઓળખવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. વધુમાં, crRNA લક્ષ્ય DNA સાથે જોડાય છે, અને tracrRNA લક્ષ્ય DNA ને બાંધવા માટે Cas9 ન્યુક્લીઝ માટે સ્કેફોલ્ડ તરીકે કાર્ય કરે છે (મંગવાર એટ અલ., 2019). બીજી બાજુ, PAM સિક્વન્સમાં 3 ન્યુક્લીયોટાઇડ્સ છે, જે DNA સાથે ઇફેક્ટર સંકુલના બંધનની પુષ્ટિ કરે છે, સ્પષ્ટ કરે છે અને મધ્યસ્થી કરે છે. Cas9 પ્રોટીન સંકુલ સબયુનિટ્સ RuvC અને HNH માં ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ હોય છે (રિક્ટર એટ અલ., 2012; અસ્મામાવ અને ઝાવડી, 2021). Cas9 સબયુનિટનું HNH ન્યુક્લીઝ ડોમેન crRNA સાથે સંકળાયેલ DNA સ્ટ્રેન્ડને તોડે છે. RuvC ન્યુક્લીઝ ડોમેન અન્ય DNA સ્ટ્રેન્ડ્સને તોડી નાખે છે અને ડબલ-સ્ટ્રેન્ડ બ્રેક્સ (DSBs) ઉત્પન્ન કરે છે, જેના પછી બે અલગ અલગ DNA બ્રેક રિપેર મિકેનિઝમ્સ સક્રિય થાય છે (જિયાંગ અને ડૌડના, 2017) (આકૃતિ 1).
આકૃતિ 1. CRISPR/Cas9 (A) નું વિહંગાવલોકન. CRISPR/Cas9 સિસ્ટમના ઘટકો: (i). Cas9 એન્ડોન્યુક્લીઝ લક્ષ્ય DNA ક્રમને કાપવા માટે જવાબદાર છે, (ii) crRNA અને tra-crRNA કાઇમરાના ફ્યુઝનથી પરિણમતું એક જ માર્ગદર્શિકા (sg) RNA. (બે). Cas9 માં Rec I, Rec II, NUC લોબ (HNH અને Ruv C પેટા ઘટક છે) અને PAM ઇન્ટરેક્શન ડોમેન (C) જેવા ઘણા ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે જેમાં અનુરૂપ કાર્યો હોય છે. CRISPR/Cas9 પ્રોટીન સંકુલ DNA ક્રમને બિન-પૂરક અને પૂરક સ્વરૂપો (D) માં વિભાજીત કરે છે. CRISPR/Cas9 ત્રણ તબક્કામાં જીનોમને સંપાદિત કરે છે: ઓળખ, કાપવા અને સમારકામ. ડિઝાઇન કરેલ sg-RNA Cas9 ને માર્ગદર્શન આપે છે અને પૂરક ઘટક crRNA દ્વારા ઇચ્છિત ક્રમને ઓળખે છે. Cas9 5′-NGG-3′ પર PAM ક્રમને ઓળખે છે અને DNA ને પીગળે છે, DNA-RNA હાઇબ્રિડ બનાવે છે અને ક્લીવેજને સક્રિય કરે છે. Cas9 નું HNH ડોમેન પૂરક સ્ટ્રેન્ડને તોડે છે, અને RuvC ડોમેન બિન-પૂરક સ્ટ્રેન્ડને તોડે છે. CRISPR/Cas9 dsDNA ને બે રીતે તોડીને રિપેર કરે છે: નોન-હોમોલોગસ એન્ડ જોઇનિંગ (NHEJ) અને હોમોલોજી-ડાયરેક્ટેડ રિપેર (HDR). NHEJ એક એન્ઝાઇમેટિક પ્રક્રિયા દ્વારા વિદેશી હોમોલોગસ DNA ની ગેરહાજરીમાં ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ DNA નું સમારકામ કરે છે, એક ભૂલ-પ્રોન મિકેનિઝમ જે રેન્ડમ DNA સિક્વન્સ દાખલ કરી શકે છે અથવા દૂર કરી શકે છે. HDR ખૂબ જ ચોક્કસ છે અને તેને હોમોલોગસ DNA ટેમ્પ્લેટ્સની જરૂર છે.
CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી રિપેર પાથવેમાં નોન-હોમોલોગસ એન્ડ જોઇનિંગ (NHEJ) અને હોમોલોજી-ડાયરેક્ટેડ રિપેર (HDR) મિકેનિઝમ્સનો સમાવેશ થાય છે. NHEJ એક ભૂલ-પ્રોન પાથ છે કારણ કે તેમાં નિવેશ અથવા કાઢી નાખવાનો સમાવેશ થાય છે અને રિપેર મિકેનિઝમ દરમિયાન તેને કોઈ પેટર્નની જરૂર નથી. તે પ્રમાણભૂત પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરવા માટે રેન્ડમ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ઉપયોગ કરે છે (અબ્બાસી એટ અલ., 2021). આ રિપેર સિસ્ટમમાં ચાર સંકુલનો સમાવેશ થાય છે જેમ કે KU સંકુલ, ક્રોસ-કમ્પ્લીમેન્ટિંગ પ્રોટીન કોમ્પ્લેક્સ પ્રકાર 4 (XRCC-4), DNA એન્ડ પ્રોસેસિંગ એન્ઝાઇમ અને પ્રોટીન કિનેઝ DNA-PKcs (અબ્બાસી એટ અલ., 2021). KU કોમ્પ્લેક્સ પ્રોટીનમાં બે સબયુનિટ્સ છે, Ku 70 અને Ku 80, અને તે NHEJ મિકેનિઝમમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, કારણ કે રિપેર મિકેનિઝમ બે સબયુનિટ્સ (Ku 70 અને Ku 80) ને લક્ષ્ય DNA (અબ્બાસી એટ અલ., 2021) ના બ્લન્ટ અથવા લગભગ બ્લન્ટ છેડા સાથે જોડવાથી શરૂ થાય છે, જે ઇજાના સ્થળે અન્ય NHEJ-સંબંધિત પરિબળોને ભરતી કરવા માટે સ્કેફોલ્ડ તરીકે સેવા આપે છે (યાંગ એટ અલ., 2020). XRCC-4 અને DNA લિગેઝ અનુક્રમે 334 અને 911 એમિનો એસિડથી બનેલા છે, અને XRCC4-DNA લિગેઝ IV કોમ્પ્લેક્સ DNA છેડાના બંધનને ઉત્તેજિત કરે છે (ચેટર્જી એટ અલ., 2015). DNA એન્ડ પ્રોસેસિંગ એન્ઝાઇમ, જેને પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ કાઇનેઝ 3′-ફોસ્ફેટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે DNA એન્ડ પ્રોસેસિંગ એન્ઝાઇમ છે. તે DNA માં 3′P જૂથને દૂર કરી શકે છે અને DSB સમારકામ દરમિયાન 5′OH જૂથને ફોસ્ફોરીલેટ કરી શકે છે. તેમાં SSB રિપેર પાથવેનો ઉપયોગ કરીને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડ બ્રેક્સ (SSBs) નું સમારકામ પણ સામેલ છે (ચેટરજી એટ અલ., 2015). પ્રોટીન કાઇનેઝ DNA-PKcs એ DNA-આધારિત પ્રોટીન કાઇનેઝ છે જેમાં PIKKs (ફોસ્ફેટિડિલિનોસિટોલ 3-કિનેઝ-સંબંધિત કાઇનેઝ) અને એટેક્સિયા ટેલેન્જીક્ટેસિયા મ્યુટેટેડ (ATM) પરિવાર, તેમજ ATM અને Rad3-સંબંધિત ATRs ના ઉત્પ્રેરક સબયુનિટનો સમાવેશ થાય છે. સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક્સ (DSBs) અને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડ બ્રેક્સ (Yue et al., 2020; Peng એટ અલ., 2016).
HDR એ વધુ સચોટ અને યોગ્ય સમારકામ પદ્ધતિ છે કારણ કે માહિતીની નકલ હોમોલોગસ DNA ડુપ્લેક્સના અખંડ સ્વરૂપનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જોકે તેને સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સની હાજરીની જરૂર હોય છે. આ સસ્તન કોષ ચક્રના S/G2 તબક્કા દરમિયાન થાય છે. HDR મુખ્યત્વે યીસ્ટ પ્રજાતિઓમાં થાય છે, પરંતુ NHEJ સસ્તન પ્રાણીઓમાં મહત્વપૂર્ણ છે (બર્મા એટ અલ., 2006; અબ્બાસી એટ અલ., 2021). સંપૂર્ણ સમારકામ પદ્ધતિ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે.
TNBC આનુવંશિક અને એપિજેનેટિક અસામાન્યતાઓને કારણે થાય છે, તેથી CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને જીવલેણ જીનોમિક/એપિજેનોમિક અસામાન્યતાઓનું સુધારણા એક વાજબી ઉપચારાત્મક અભિગમ હોઈ શકે છે (ચેન એટ અલ., 2019). વધુમાં, કોષ-વિશિષ્ટ ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ નિયમનમાં સામેલ કેટલાક ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો કેન્સર કોષોની અનન્ય લાક્ષણિકતાઓ પ્રદર્શિત કરી શકે છે, જે સૂચવે છે કે ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ નિયમન કેન્સરની સારવાર માટે એક ઉત્તમ અભિગમ હોઈ શકે છે (ડ્રોસ્ટ એટ અલ., 2017). દવાના વિકાસ માટે ગાંઠોના આ પરમાણુ લક્ષણો, જેમ કે આનુવંશિક, એપિજેનેટિક અને ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ ખામીઓનો ઉપયોગ કરવાથી ક્લિનિકલ પરિણામોમાં સુધારો થઈ શકે છે અને સ્ક્રીનીંગ ખર્ચ ઘટાડી શકાય છે. CRISPR એ એક સંભવિત જનીન સંપાદન સાધન છે જે ફક્ત કેન્સર પેદા કરતા જીનોમિક લક્ષ્યોને શોધી અને ઓળખી શકતું નથી, પરંતુ તેનો ઉપયોગ માનવ કોષોમાં ઓન્કોજીન્સને સંપાદિત કરવા, દબાવવા અને એપિજેનેટિકલી સંશોધિત કરવા માટે પણ થઈ શકે છે (કોષ્ટક 1) (અહમદ એટ અલ., 2021). ગાંઠ સપ્રેસર્સ, ઓન્કોજીન્સ અને ડ્રગ પ્રતિકાર સાથે સંકળાયેલ જનીનો શોધવા માટે ઘણી CRISPR સ્ક્રીનો હાથ ધરવામાં આવી છે. વિવિધ TNBC ઓન્કોજીન્સને સંપાદિત કરવા માટે CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ આકૃતિ 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે.
આકૃતિ 2. CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને વિવિધ TNBC ઓન્કોજીન્સનું જનીન સંપાદન કરવાથી ગાંઠની વૃદ્ધિ અને મેટાસ્ટેસિસમાં ઘટાડો થાય છે. આ ઓન્કોજીન્સમાં CDK7, NAT1, UBR5, YTHDF2, ITGA9, CXCR4 અને CXCR7, Crypto1, ROR1 અને ST8SIAનો સમાવેશ થાય છે, જે TNBC ની ઘટના અને મેટાસ્ટેસિસમાં સામેલ છે.
કેન્સર સેલ સ્થળાંતર, આક્રમણ અને ઉપકલા-મેસેનકાઇમલ ટ્રાન્ઝિશન (EMT) ITGA9 સાથે સંકળાયેલા છે. અગાઉના અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ITGA9 એ નોચ પાથવેમાં મુખ્ય ખેલાડી છે અને રેબડોમિયોસારકોમા મેટાસ્ટેસિસમાં રસપ્રદ ભૂમિકા ભજવે છે (મોલિસ્ટ એટ અલ., 2020). વધુમાં, ITGA9 સ્તન કેન્સર સહિત અનેક ગાંઠ પ્રકારોમાં દર્દીના પૂર્વસૂચન સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલું હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું (વાંગ ઝેડ. એટ અલ., 2019). વધુમાં, ITGA9 ના બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે TNBC માં તેની અભિવ્યક્તિ અન્ય સ્તન કેન્સર પેટા પ્રકારો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે હતી. TNBC દર્દીઓમાં ITGA9 સ્તરમાં વધારો ગાંઠ મેટાસ્ટેસિસ અને રિલેપ્સ સાથે સંકળાયેલ છે. CRISPR/Cas9 દ્વારા ITGA9 ના નોકઆઉટના પરિણામે કેન્સર સ્ટેમ સેલ (CSC)-જેવા ગુણધર્મો, ગાંઠ એન્જીયોજેનેસિસ, ગાંઠ વૃદ્ધિ અને TNBC માં β-કેટેનિન ડિગ્રેડેશનને પ્રોત્સાહન આપીને મેટાસ્ટેસિસમાં ઘટાડો થયો (વાંગ ઝેડ. એટ અલ., 2019).
ક્રિપ્ટો-1 એ TGF-β પરિવારનો સભ્ય છે અને પ્રારંભિક ગર્ભ ઉત્પત્તિ, સ્ટેમ સેલ જાળવણી અને કેન્સર મેટાસ્ટેસિસ માટે મહત્વપૂર્ણ છે (ઇશી એટ અલ., 2021). Tdgf-1 તરીકે પણ ઓળખાય છે, તે એક ઓન્કોજેનિક GPI-એન્કર્ડ સિગ્નલિંગ પ્રોટીન છે જે આદિમ સ્ટ્રીક, મેસોડર્મ અને એન્ડોડર્મની રચનાના નિયમનમાં સામેલ છે, તેમજ ગર્ભ ઉત્પત્તિ દરમિયાન શરીરના અવયવોના વિકાસમાં ડાબી/જમણી અસમપ્રમાણતાની સ્થાપનામાં સામેલ છે (ઝાંગ એટ અલ., 2021b). વધુમાં, ક્રિપ્ટો-1 એ સ્ટેમ સેલ માર્કર તરીકે ઉપકલા-મેસેનકાઇમલ ટ્રાન્ઝિશન (EMT) માં સામેલ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે (ઝાંગ એટ અલ., 2021b). EMT માત્ર ગર્ભ વિકાસ, ફાઇબ્રોસિસ અને ઘા રૂઝવા જેવી વિવિધ પ્રક્રિયાઓ માટે જ નહીં, પણ કેન્સરના આક્રમણ અને મેટાસ્ટેસિસ માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, ક્રિપ્ટો-1 ચાર નોચ રીસેપ્ટર્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેમના પોસ્ટ-ટ્રાન્સલેશનલ પરિપક્વતાને વધારે છે (બ્રાન્ડસ્ટેટર અને મેલાર્ડ, 2019). નોચ સિગ્નલિંગ માર્ગ માનવ સ્તન કેન્સર કોષોના જાળવણીમાં સામેલ હોવાનું જાણીતું છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ક્રિપ્ટો-1 નું CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી નોકઆઉટ કેન્સર વૃદ્ધિ અને મેટાસ્ટેસિસને દબાવી દે છે. તેથી, ક્રિપ્ટો-1 TNBC માટે એક મહત્વપૂર્ણ ઉપચારાત્મક લક્ષ્ય બની શકે છે (કાસ્ટ્રો એટ અલ., 2015).
XCL12 પ્રોટીન અને તેના કેમોકાઇન રીસેપ્ટર CXC (CXCR4 અને CXCR7) કેન્સર કોષના પ્રસાર, વૃદ્ધિ, સ્થળાંતર અને આક્રમણમાં વિવિધ ભૂમિકા ભજવે છે (વુ એટ અલ., 2015). આ કેમોરેસેપ્ટર્સ ઇન વિવો અને ઇન વિટ્રો મોડેલ્સ (વુ એટ અલ., 2015) બંનેમાં બહુવિધ સિગ્નલિંગ માર્ગો દ્વારા TNBC ના વિકાસ સાથે સંકળાયેલા છે. વધુમાં, CXCR4 અને CXCR7 નું સક્રિયકરણ TNBC માં મેટાસ્ટેસિસ પ્રત્યે વધુ સંવેદનશીલતા અને નબળા પૂર્વસૂચન સાથે સંકળાયેલું છે (કાર્ન એટ અલ., 2022). તેથી, CXCR4 અને CXCR7 નો નોકઆઉટ TNBC સહિત સ્તન કેન્સરની સારવાર માટે અસરકારક દવા લક્ષ્ય જનીનો બની શકે છે. યાંગ એટ અલ દ્વારા અભ્યાસ. યાંગ એટ અલ (2019) એ CXCR4 અને CXCR7 જનીનોને સહ-નોકઆઉટ કરવા માટે CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કર્યો અને જાણવા મળ્યું કે TNBC પ્રસાર, વૃદ્ધિ, સ્થળાંતર અને આક્રમણ નોંધપાત્ર રીતે અવરોધિત હતા (યાંગ એટ અલ., 2019).
સ્તન કેન્સરના પેશીઓમાં TNBC ઓન્કોજીન, miR-3662 ના સ્તરમાં વધારો જોવા મળ્યો હતો (Yi et al., 2022). miR-3662 નું નોકડાઉન સ્તન કેન્સર ગાંઠ વૃદ્ધિ અને મેટાસ્ટેસિસને અવરોધે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, બંનેમાં વિવો અને ઇન વિટ્રો (અગ્રવાલ અને ગુપ્તા, 2021). HBP-1 એ Wnt/-કેટેનિન સિગ્નલિંગનું એક શક્તિશાળી અવરોધક છે અને TNBC કોષોના miR-3662-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિ માટે જવાબદાર છે. તાજેતરમાં, Yi et al. એ શોધી કાઢ્યું કે miR-3662-HBP1 અક્ષ TNBC કોષોમાં Wnt/-કેટેનિન સિગ્નલિંગ માર્ગને નિયંત્રિત કરે છે (Yi et al., 2022). તેની ગાંઠ-વિશિષ્ટ અભિવ્યક્તિને કારણે, miR-3662 TNBC માટે સંભવિત ઉપચારાત્મક લક્ષ્ય હોઈ શકે છે. આમ, TNBC ની સારવાર માટે નવી દવાઓ વિકસાવવા માટે miR-3662 નું CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી નોકડાઉન એક ઉત્તમ અભિગમ હોઈ શકે છે.
UBR5 એ 300 kDa ન્યુક્લિયોફોસ્ફોપ્રોટીન છે જેને વિવિધ કેન્સરમાં ગાંઠ ઉત્પન્ન થવા, મેટાસ્ટેસિસ અને રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવના મુખ્ય નિયમનકાર તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું છે (શીયરર એટ અલ., 2015; ફુ એટ અલ., 2023). TNBC નમૂનાઓમાં UBR5 ખૂબ જ અપરેગ્યુલેટેડ હોવાનું નોંધાયું છે અને તેની યુબીક્વિટીન લિગેઝ પ્રવૃત્તિ દ્વારા પ્રસારને પ્રેરિત કરીને ERα કાર્યને ઉત્તેજિત કરે છે (બોલ્ટ એટ અલ., 2015). પ્રાથમિક TNBC નમૂનાઓના સંપૂર્ણ એક્સોમ સિક્વન્સિંગ અભ્યાસોએ પણ UBR5 ની વધેલી અભિવ્યક્તિ દર્શાવી, જે TNBC ના વિકાસમાં તેની ભૂમિકા સૂચવે છે. વધુમાં, CRISPR/Cas9-સંચાલિત UBR5 ના ડિલીશનથી TNBC મેટાસ્ટેસિસ અને પ્રાયોગિક માઉસ મોડેલોમાં વૃદ્ધિમાં નોંધપાત્ર અવરોધ જોવા મળ્યો. વધુમાં, જંગલી પ્રકારના માઉસ મોડેલમાં UBR5 ના સમાવેશથી તેની સંપૂર્ણ કાર્યક્ષમતા પુનઃસ્થાપિત થઈ, જ્યારે નિષ્ક્રિય મ્યુટન્ટ સ્ટ્રેન્સમાં આ અસર જોવા મળી ન હતી (લિયાઓ એટ અલ., 2017). UBR5 નો અભાવ એપોપ્ટોસિસ, નેક્રોસિસ અને નબળા એન્જીયોજેનેસિસને કારણે TNBC માં ગાંઠના વિકાસમાં અવરોધ સાથે સંકળાયેલ છે. UBR5 ના નુકસાનને કારણે, દૂરના અવયવોમાં ગાંઠનો ફેલાવો ઓછો થાય છે, અને UBR5 મુખ્યત્વે E-કેડરિન અભિવ્યક્તિ ઘટાડીને અસામાન્ય EMT પ્રેરિત કરે છે (ઝાંગ અને વેઇનબર્ગ, 2018). તાજેતરમાં, E3 યુબિક્વિટિનેશન પ્રવૃત્તિના અભાવને કારણે TNBC માં IFN-γ-પ્રેરિત PDL1 ટ્રાન્સક્રિપ્શનમાં UBR5 ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિબળ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. RNA ટ્રાન્સક્રિપ્ટોમ વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે UBR5 IFN-γ માર્ગ સાથે સંકળાયેલા જનીનો પર પ્રણાલીગત અસરો કરી શકે છે અને પ્રોટીન કિનેઝ RNA (PKR) અને તેના સિગ્નલ ટ્રાન્સડ્યુસર્સ અને એક્ટિવેટર્સના સક્રિયકરણ સ્તરને વધારીને PDL1 ટ્રાન્સએક્ટિવેશનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શન 1 (STAT1) અને ઇન્ટરફેરોન નિયમનકારી પરિબળ 1 (IRF1). જોકે, UBR5 અને PD-L1 અભિવ્યક્તિના CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી સંયુક્ત એબ્લેશનમાં એકલા બ્લોકેડ કરતાં સિનર્જિસ્ટિક થેરાપ્યુટિક અસર હોય છે, જેની ગાંઠના સૂક્ષ્મ પર્યાવરણ પર ઊંડી અસર પડે છે (વુ એટ અલ., 2022). આમ, CRISPR/Cas9 UBR5 કાર્યને અટકાવવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ સાધન બની શકે છે, જેનાથી TNBC મેટાસ્ટેસિસ અને ગાંઠ વૃદ્ધિ દબાઈ જાય છે.
ROR1 એ એક પ્રકાર I ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીન છે જે કેન્સર અને ગર્ભ વિકાસ દરમિયાન વ્યક્ત થાય છે અને તેને ઓન્કોફેટલ પ્રોટીન તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું છે (નિકોલસ બોર્ચર્ડિંગ, 2014). વિવિધ માનવ કેન્સરનું આક્રમક વર્તન ROR1 ના અપરેગ્યુલેશન સાથે સંકળાયેલું છે. ROR1 ને લક્ષ્ય બનાવતા ઉપચારાત્મક સંયોજનો સાથે સંકળાયેલા ઇન વિવો અને ઇન વિટ્રો અભ્યાસોમાંથી આશાસ્પદ પરિણામો પ્રાપ્ત થયા છે (ચિએન એટ અલ., 2016). સ્તન પેશી બાયોપ્સીમાં ROR1 mRNA ના ઊંચા સ્તરને આક્રમક બેઝલ-જેવા સ્તન (BL) ગાંઠો અને શરીરના અન્ય ભાગોમાં તેમના સ્થળાંતર સાથે પણ સંકળાયેલું છે. વધુમાં, ROR1 ના ઓવરએક્સપ્રેશનને TNBC ના વિકાસ માટે પ્રોગ્નોસ્ટિક માર્કર તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું છે (ચિએન એટ અલ., 2016). જો કે, TNBC વૃદ્ધિ અને મેટાસ્ટેસિસને દબાવવા માટે CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને ROR1 ને શાંત કરવું એ એક અસરકારક વ્યૂહરચના હશે.
સિઆલિલેશન પ્રક્રિયામાં ગ્લાયકોકોન્જુગેટ્સમાં સિઆલિક એસિડ ઉમેરવાનો સમાવેશ થાય છે, જે સિઆલિલટ્રાન્સફેરેસિસ (STs) દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે. ST8SIA1 ST પરિવારનો છે અને લિમ્ફોસાયટીક લ્યુકેમિયા અને કોલોરેક્ટલ કેન્સર જેવા વિવિધ રોગોના પેથોજેનેસિસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે (ચાંગ એટ અલ., 2018). RNA સિક્વન્સ વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે TNBC દર્દીઓના સ્તન પેશીઓમાં ST8SIA1 ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે અને તે ગાંઠ સપ્રેસર જનીન p53 માં પરિવર્તન સાથે હકારાત્મક રીતે સંકળાયેલું છે, જે TNBC ના પેથોજેનેસિસમાં ફાળો આપી શકે છે (બટુલા એટ અલ., 2017). વધુમાં, ST8SIA1 TNBC ના મેટાસ્ટેસિસ અને પુનરાવૃત્તિમાં સામેલ છે, જે સૂચવે છે કે તે TNBC ની ઘટના અને વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. TNBC ના ઇન વિટ્રો મોડેલમાં, CRIPSR/Cas9 દ્વારા ST8SIA1 ને નોકડાઉન કરવાથી વૃદ્ધિ અને મેટાસ્ટેસિસ અવરોધાય છે (બટુલા એટ અલ., 2017). આ સૂચવે છે કે TNBC ની સારવારમાં ST8SIA1 ઓન્કોજીનના કાર્યને અટકાવવા માટે CRISPR/Cas9 એક મહત્વપૂર્ણ સાધન હોઈ શકે છે.
NAT1 એ એક મેટાબોલિક એન્ઝાઇમ છે જે તબક્કા II ઝેનોબાયોટિક સંયોજનોની રચનાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે અને લગભગ તમામ માનવ પેશીઓમાં વ્યક્ત થાય છે. સુગંધિત એમાઇન સબસ્ટ્રેટની ગેરહાજરીમાં પણ NAT1 એસીટીલ-CoA (એસિટિલ-CoA) ને લક્ષ્ય બનાવવા માટે કોફેક્ટર ફોલેટનો ઉપયોગ કરી શકે છે (સ્ટેપ એટ અલ., 2015; લૌરીરી એટ અલ., 2014). અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે NAT1 સ્તન કેન્સર કોષ મોડેલોમાં મેટ્રિક્સ મેટાલોપ્રોટીનેઝ 9 (MMP9) કાર્યને નિયંત્રિત કરે છે અને ગ્લુકોઝ ભૂખમરા દરમિયાન પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS) સામે રક્ષણ આપે છે (વાંગ એટ અલ., 2018). NAT1 ના કાઢી નાખવાથી પાયરુવેટ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ સંકુલને અટકાવવામાં આવે છે, જે માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડિસફંક્શન તરફ દોરી જાય છે (વાંગ એલ. એટ અલ., 2019). વધુમાં, અન્ય વિવિધ અહેવાલોએ દર્શાવ્યું છે કે નાના અણુઓ અને siRNA મૌનનો ઉપયોગ કરીને NAT1 નિષેધ સ્તન કેન્સર કોષોની આક્રમકતા અને પ્રસાર ઘટાડી શકે છે (સ્ટેપ એટ અલ., 2018). તાજેતરમાં, સ્તન કેન્સર સેલ લાઇન MDA-MB-231 માં NAT1 ને દબાવવા માટે CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે તેના અભિવ્યક્તિ સ્તરના આધારે સેલ્યુલર ચયાપચયને અસર કરે છે. આ અભ્યાસમાં એ પણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે NAT-1 TNBC ની પ્રગતિ અને મેટાસ્ટેસિસ માટે મહત્વપૂર્ણ છે (કાર્લિસલ એટ અલ., 2020).
ઓન્કોજીન્સનું સંકલિત ટ્રાન્સક્રિપ્શન સુપર એન્હાન્સર્સ, ટ્રાન્સક્રિપ્શન ફેક્ટર્સ અને કોફેક્ટર્સ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે (Hnisz et al., 2015). વધુમાં, ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ નિયમન માટે CDK7, CDK8, CDK9, CDK12 અને CDK13 જેવા સાયક્લિન-આશ્રિત કાઇનેસિસ (CDKs) નું જૂથ જરૂરી છે. તેમાંથી, CDK7 RNA પોલિમરેઝ II ના ફોસ્ફોરાયલેશનમાં સામેલ છે, જે TNBC ના પેથોજેનેસિસમાં ઓન્કોજીન ટ્રાન્સક્રિપ્શનની શરૂઆત અને વિસ્તરણ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. એક મુખ્ય અભ્યાસમાં, CRISPR/Cas9 દ્વારા CDK7 ને કાઢી નાખવાથી TNBC અવરોધિત થયું, જે દર્શાવે છે કે TNBC નું પેથોજેનેસિસ CDK7 આધારિત છે (વાંગ વાય. એટ અલ., 2015).
અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે MYC અને RBP (RNA બંધનકર્તા પ્રોટીન) માં પરિવર્તન એપોપ્ટોસિસ તરફ દોરી શકે છે, જ્યારે MYC અથવા RBP માં સિંગલ જનીન પરિવર્તન કેન્સર કોષોના વિકાસને અસર કરતું નથી (આઈન્સ્ટાઈન એટ અલ., 2021). માનવ જીનોમમાં 1000 થી વધુ RBPs ની તપાસ CRISPR/Cas9-આધારિત લાઇબ્રેરીનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી છે. તેમાંથી, 57 RBPs ખૂબ ઊંચા MYC સ્તરવાળા કેન્સર કોષોના વિકાસ માટે મહત્વપૂર્ણ હોવાનું જણાયું હતું (વ્હીલર એટ અલ., 2020). વધુમાં, YTHDF2 TNBC કોષ વૃદ્ધિ જાળવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે અને ઉચ્ચ MYC અભિવ્યક્તિવાળા કેન્સર કોષોમાં ઉચ્ચ-સ્તરીય ટ્રાન્સક્રિપ્શન અને અનુવાદ દરમિયાન મેથિલેટેડ ટ્રાન્સક્રિપ્ટ્સની માત્રા ઘટાડે છે. વધુમાં, YTHDF2 કેન્સર કોષો માટે આવશ્યક નથી, જે TNBC દર્દીઓના અસ્તિત્વને લંબાવવા માટે એલિવેટેડ MYC સ્તર પર ઓછા નિર્ભર છે (આઈન્સ્ટાઈન એટ અલ., 2021), સૂચવે છે કે તે TNBC ને દૂર કરી શકે તેવી દવાઓ માટે સંભવિત ઉપચારાત્મક લક્ષ્ય હોઈ શકે છે.
ઝિંક ફિંગર પ્રોટીન (ZNFs) કુલ માનવ જીનોમનો આશરે 1% હિસ્સો ધરાવે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ZNF વિવિધ કેન્સર, જેમ કે લીવર કેન્સર, સ્તન કેન્સર અને કોલોરેક્ટલ કેન્સરમાં કોષ પ્રસારને નિયંત્રિત કરી શકે છે (ઝાંગ ડબલ્યુ. એટ અલ., 2021; લી એટ અલ., 2017). CRISPR નોકઆઉટ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ પુસ્તકાલયોનો ઉપયોગ સ્તન કેન્સર કોષોમાં વિવિધ ગાંઠ સપ્રેસર જનીનો (TSGs) ને સ્ક્રીન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે (શેલેમ એટ અલ., 2014). ત્યારથી, CRISPR/Cas9 ZNF319-કાઢી નાખેલા સ્તન કેન્સર કોષોના ટ્રાન્સક્રિપ્ટોમિક અભ્યાસે દર્શાવ્યું છે કે ZNF319 એક ગાંઠ સપ્રેસર જનીન છે જે સ્તન કેન્સર પ્રસાર ઘટાડે છે અને તેથી તે વિવિધ સંભવિત સિગ્નલિંગ મિકેનિઝમ્સ અને અન્ય જૈવિક કાર્યોમાં સામેલ છે (વાંગ એલ. એટ અલ., 2022).
ફેરોપ્ટોસિસ એ પ્રોગ્રામ કરેલ કોષ મૃત્યુનો એક પ્રકાર છે જે આયર્નની હાજરી પર આધારિત છે. તે જાણીતું છે કે ફેરોપ્ટોસિસનો વિકાસ લિપિડ પેરોક્સાઇડની હાજરીથી પ્રભાવિત થાય છે. વધુમાં, PKCβII માં પ્રારંભિક લિપિડ પેરોક્સિડેશન દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને વધેલા લિપિડ પેરોક્સિડેશન ફેરોપ્ટોસિસ સાથે સંકળાયેલા છે. CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી કાઇનેઝ ઇન્હિબિટર્સની લાઇબ્રેરીની તપાસ કરવાથી જાણવા મળ્યું કે PKCβII લિપિડ પેરોક્સિડેશનની પ્રક્રિયામાં સામેલ છે, જે MDA-MB-231 કોષોમાં ફેરોપ્ટોસિસ માટે મહત્વપૂર્ણ છે (ઝાંગ એટ અલ., 2022). તેથી, આ સૂચવે છે કે CRISPR/Cas9 દ્વારા PKCβII નો નોકઆઉટ ફેરોપ્ટોસિસ-સંબંધિત રોગોની સારવાર માટે સંભવિત ટ્યુમર સપ્રેસર જનીન લક્ષ્ય હોઈ શકે છે (ઝાંગ એટ અલ., 2022).
કેન્સરના દર્દીઓમાં લગભગ 90% મૃત્યુ માટે ડ્રગ પ્રતિકાર જવાબદાર હોવાનું માનવામાં આવે છે અને તે કેન્સરની સારવારમાં મુખ્ય પડકારોમાંનો એક છે (બુકોવસ્કી એટ અલ., 2020). પરિણામો દર્શાવે છે કે ડ્રગ ઇફ્લક્સ, ડીએનએ રિપેર, એપોપ્ટોસિસ અને વિવિધ કોષ સિગ્નલિંગ માર્ગો સંબંધિત પૂરતી સંખ્યામાં જનીનો ડ્રગ પ્રતિકાર સાથે સંકળાયેલા છે (હૈદર એટ અલ., 2020). તેમાંથી, CRISPR/Cas9 ટૂલ્સ દ્વારા ઘણા જનીનોને લક્ષ્ય બનાવવામાં આવ્યા છે અને ડ્રગ પ્રતિકાર ઘટાડવા અને કેન્સર વિરોધી સારવારની અસરકારકતા વધારવામાં આશાસ્પદ પરિણામો દર્શાવ્યા છે (વાઘરી-તાબારી એટ અલ., 2022). વધુમાં, ઉચ્ચ-થ્રુપુટ CRISPR/Cas9 જનીન નોકઆઉટ સ્ક્રીનીંગ લાઇબ્રેરીઓ સંભવિત ડ્રગ પ્રતિકાર જનીન લક્ષ્યોના કાર્યને સુધારવામાં સામેલ છે (શાલેમ એટ અલ., 2015). પેક્લિટેક્સેલ પ્રતિકાર જનીનોને ઓળખવા માટે, જીનોમ-વ્યાપી sgRNA લાઇબ્રેરી સ્ક્રીનીંગ સાથે RNA સિક્વન્સિંગનો ઉપયોગ આઠ ઉમેદવાર જનીનોને ઓળખવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં હિસ્ટોન ડીએસીટીલેઝ 9 (HDAC9)નો સમાવેશ થાય છે, જે રિકરન્ટ TNBC ધરાવતા દર્દીઓમાં ડ્રગ પ્રતિકાર સાથે સંકળાયેલા છે (B et al., 2020). અન્ય એક અભ્યાસમાં, કેન્સર વિરોધી દવાઓથી સારવાર કરાયેલા TNBC દર્દીઓના અસ્તિત્વ દરમિયાન ડિસેરીન/થ્રેઓનાઇન અને ટાયરોસિન પ્રોટીન કિનેઝ (DSTYK) ની વધેલી અભિવ્યક્તિ જોવા મળી હતી. વધુમાં, DSTYK ના CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી નોકડાઉને ઇન વિટ્રો (SUM102PT કોષો અને MDA-MB-468 કોષો) અને ઇન વિવો TNBC મોડેલ (Ogbu et al., 2021) માં ડ્રગ-પ્રતિરોધક કેન્સર કોષોના એપોપ્ટોસિસમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો.
TNBC માં MAPK પાથવેનું અસામાન્ય સક્રિયકરણ હોવા છતાં, MEK-લક્ષિત ઉપચારોની ક્લિનિકલ અસર નબળી છે. CRISPR/Cas9 જીનોમિક લાઇબ્રેરી સ્ક્રીન પરથી જાણવા મળ્યું કે PSMG2 (પ્રોટીઓમ એસેમ્બલી ચેપરોન 2) નું નિષેધ TNBC BT549 અને MB468 કોષોને MEK અવરોધક AZD6244 પ્રત્યે સંવેદનશીલ બનાવે છે. PSMG2 ના CRISPR/Cas9 નોકડાઉનથી સામાન્ય પ્રોટીઝોમ કાર્યમાં ફેરફાર થયો, જેના કારણે PDPK1 નું ઓટોફેજી-મધ્યસ્થી ડિસએસેમ્બલી થયું, જેના કારણે AZD6244 (MEK અવરોધક) અને MG132 (પ્રોટીઝોમ અવરોધક) દ્વારા પ્રેરિત TNBC માઉસ મોડેલોમાં ગાંઠ કોષોમાં વધુ સુધારો થયો. આમ, ગાંઠ કોષોના પ્રસારને ઘટાડવા માટે પ્રોટીઝોમ અને MAP કિનેઝ (MEK) અવરોધકોને સિનર્જિસ્ટિક રીતે સંચાલિત કરી શકાય છે (વાંગ એક્સ. એટ અલ., 2022).
CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ TNBC પ્રતિકાર તરફ દોરી જતા જનીન કાર્યના નુકશાન માટે સ્ક્રીનીંગ કરવા માટે પણ કરવામાં આવ્યો છે (શુ એટ અલ., 2020). Ge એટ અલ. એ TNBC માં JQ1, એક BET બ્રોમોડોમેઇન ઇન્હિબિટર (BBDI) સાથે સારવાર કરાયેલ કેન્સર કોષોના ડ્રગ પ્રતિકારની પદ્ધતિ સમજાવી. CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને, તેઓએ શોધી કાઢ્યું કે rb1 જનીનને કાઢી નાખવાથી TNBC કેન્સર વિરોધી દવા JQ1 સામે પ્રતિરોધક બની ગયું. તેથી, TNBC માં JQ1 દવાઓના પ્રતિભાવમાં rb1 કાર્ય મહત્વપૂર્ણ છે. તેઓએ એ પણ અહેવાલ આપ્યો કે પેક્લિટેક્સેલ એ CDK4/6 કાઇનેઝ/માઇક્રોટ્યુબ્યુલ ઇન્હિબિટર છે, અને JQ1 જેવા BBDI સાથે તેનું સંયોજન ડ્રગ-પ્રતિરોધક TNBC માટે આશાસ્પદ ઉપચારાત્મક પ્રતિભાવો પ્રદાન કરી શકે છે (Ge એટ અલ., 2020).
TNBC માં નિયોએડજુવન્ટ થેરાપી સામે પ્રતિકાર માટે લાંબા નોનકોડિંગ RNA (lncRNA) ના ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ લેન્ડસ્કેપ જવાબદાર હોવાનું નોંધાયું છે. આ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે TNBC માં પાંચ અલગ અલગ MALAT1 lncRNA ટ્રાન્સક્રિપ્ટ્સ ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે. વધુમાં, MALAT1 ના CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી કાઢી નાખવાથી TNBC BT-549 કોષોની પેક્લિટેક્સેલ અને ડોક્સોરુબિસિન પ્રત્યે સંવેદનશીલતા વધી, જે TNBC માં MALAT1 પ્રતિકાર માટે સંભવિત ભૂમિકા સૂચવે છે (શાથ એટ અલ., 2021).
BRCA1 (BRCA1m) માં પરિવર્તનો વિજાતીય છે અને તેથી તે શોધવા મુશ્કેલ છે. BRCA1 ના કૃત્રિમ ઘાતક ભાગીદાર PARP1 (પોલી(ADP-રાઇબોઝ) પોલિમરેઝને લક્ષ્ય બનાવવાથી TNBC દવાની કેમોસેન્સિટિવિટી વધી શકે છે. CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને, PARP1 ને કાઢી નાખવાથી mBRCA1 મ્યુટન્ટ TNBC કોષો પ્રત્યે ડોક્સોરુબિસિન, જેમ્સીટાબાઇન અને ડોસેટેક્સેલ જેવી કેન્સર વિરોધી દવાઓની સંવેદનશીલતા વધી, જે સૂચવે છે કે PARP1 TNBC માં ડ્રગ પ્રતિકારમાં પણ સામેલ છે (વાઘરી-ટાબારી એટ અલ., 2022). . ગાંઠ દબાવનાર જનીનો BRCA1 અથવા BRCA2 માં પરિવર્તન લોકોમાં સ્તન કેન્સર થવાની સંભાવના વધારવા માટે જાણીતા છે. આ દર્દીઓની સારવાર માટે PARP અવરોધકોનો ઉપયોગ જરૂરી છે. વધુમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને ન્યુક્લિયોટાઇડ સેલ્વેજ ફેક્ટર DNPH1 ને નોકઆઉટ કરવાથી ઝેરી ન્યુક્લિયોટાઇડ 5-હાઇડ્રોક્સિમિથાઇલડીઓક્સ્યુરિડાઇન (hmdU) મોનોફોસ્ફેટ દૂર થઈ શકે છે, જેનાથી PARP અવરોધકો (Fugger) પ્રત્યે સંવેદનશીલતા પ્રત્યે BRCA-ઉણપવાળા કોષોનો પ્રતિભાવ વધે છે. આમ, CRISPR/Cas9 અને PARP1 અવરોધકો TNBC માટે એક મહત્વપૂર્ણ સારવાર વ્યૂહરચના બની શકે છે.
પેનિટ્રન્ટ ગ્લાયકોપ્રોટીન (P-gp) જનીન એક મલ્ટિડ્રગ રેઝિસ્ટન્સ જનીન છે જે સામાન્ય રીતે લગભગ 41% TNBC માં અપરેગ્યુલેટેડ હોય છે (સન એટ અલ., 2020). સ્તન કેન્સરમાં ડ્રગ પ્રતિકારના મુખ્ય નિયમનકાર તરીકે P-gp-પ્રેરિત ડ્રગ ઇફ્લક્સ ઓળખવામાં આવ્યું છે. સ્તન કેન્સરમાં કેન્સર વિરોધી દવાઓ પ્રત્યે P-gp અવરોધકોએ વધેલી સંવેદનશીલતા દર્શાવી છે (ફામ્ટા એટ અલ., 2021). આમ, TNBC માં ડ્રગ પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી એબ્લેશન અથવા P-gp અને P-gp અવરોધકોનું દમન ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિઓ હોઈ શકે છે.
ATP-બંધનકર્તા કેસેટ ટ્રાન્સપોર્ટર G2 (ABCG2) TNBC માં ડ્રગ પ્રતિકાર પેદા કરવા માટે જાણીતું છે (Palasuberniam et al., 2015), જોકે હાલમાં CRISPR/Cas9 અને ABCG2 ના મૌન અને ગાંઠ દબાવનાર જનીન નિષ્ક્રિયકરણ વચ્ચેના સંબંધ અંગે કોઈ અહેવાલો નથી. PTEN ABCG2 સક્રિયકરણને વધારી શકે છે (Palasuberniam et al., 2015), (દીપક સિંહ et al., 2021). તેથી, ABCG2 ને દૂર કરવા માટે CRISP/Ca9 નો ઉપયોગ કરવો અને તેને ABCG2 અવરોધક સાથે જોડવું એ TNBC માં ડ્રગ પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે યોગ્ય સારવાર હોઈ શકે છે. કોષ્ટક 2 માં CRISPR/Cas9 નો ઉલ્લેખ છે જે બધા પ્રતિકાર જનીનોને લક્ષ્ય બનાવે છે.
કોષ્ટક 2. CRISPR/Cas9 કેન્સર વિરોધી દવાઓ પ્રત્યે કોષોને સંવેદનશીલ બનાવવા માટે વિવિધ TNBC પ્રતિકારક જનીનોને લક્ષ્ય બનાવે છે.
CRISPR/Cas9 લાઇબ્રેરીઓ કેન્સર પેથોજેનેસિસ સાથે સંકળાયેલા જનીન પરિવર્તનની તપાસ માટે સંભવિત સાધનો છે (ચાન એટ અલ., 2022). આ સ્ક્રીનીંગ પદ્ધતિમાં ચાર પગલાં શામેલ છે જેમ કે (a) લાઇબ્રેરી બાંધકામ, (b) લેન્ટિવાયરલ ટ્રાન્સડક્શન, (c) ફેનોટાઇપિક સ્ક્રીનીંગ અને (d) લક્ષ્ય જનીન વિશ્લેષણ. TNBC માં MAPK માર્ગનું અસામાન્ય સક્રિયકરણ હોવા છતાં, PTEN, RB1 અને TP53 જેવા ગાંઠ સપ્રેસર જનીનોમાં પરિવર્તન ધરાવતા TNBC દર્દીઓ માટે MEK લક્ષ્ય ઉપચારનો ક્લિનિકલ પૂર્વસૂચન ખૂબ જ નબળો છે.
વધુમાં, CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને એક જનીન નોકઆઉટ સ્ક્રીન દ્વારા MDA-MB-231 પર ડિહાઇડ્રોકેટ્રોલની અસરને સમજવા માટે, ગ્વાટેમાલાના ફૂલો અને પાંદડાઓના અર્કમાં વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળતા સૌથી શક્તિશાળી અને પસંદગીયુક્ત પરમાણુ, ડિહાઇડ્રોકેટ્રોલનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું. પસંદગીયુક્ત કોષ સાયટોટોક્સિસિટીની પદ્ધતિઓ. TNBC પેટાપ્રકારોની મેસેનકાયમલ સ્ટેમનેસ લાક્ષણિકતાઓ. આ CRISPR/Cas9-આધારિત સ્ક્રીન દ્વારા એ પણ બહાર આવ્યું છે કે HSD17B11, 17β-હાઇડ્રોક્સિસ્ટેરોઇડ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ પ્રકાર 11 ને એન્કોડ કરતું જનીન, MDA-MB-231 કોષોમાં ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે અને તેના પરિણામે MDA-MB-231 કોષો માટે વિશિષ્ટ ડિહાઇડ્રોફાલ્કેરિનોલ મળે છે (ગ્રાન્ટ એટ. અલ., 2020). આમ, આ સૂચવે છે કે CRISPR/Cas9 જીનોમિક સ્ક્રીનીંગમાં સંભવિત કુદરતી સંયોજનોના કેન્સર વિરોધી ગુણધર્મોને ઓળખવામાં મોટી સંભાવના છે.
વધુમાં, TNBC ની કેન્સર પ્રત્યેની નબળાઈનો અભ્યાસ નિષ્પક્ષ જીનોમ-વાઇડ ઇન વિવો CRISPR/Cas9 સ્ક્રીનનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યો હતો, જેણે ઓન્કોજેનિક અને ટ્યુમર સપ્રેસર પાથવે વચ્ચેની કડી દર્શાવી હતી. mTOR અને હિપ્પો પાથવેના મુખ્ય ઘટકો TNBC માં ટ્યુમર નિયમનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે તેવું નોંધાયું છે. વધુમાં, અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે mTORC1/2 અને YAP ઓન્કોપ્રોટીનનું ફાર્માકોલોજિકલ નિષેધ ઇન વિટ્રો ડ્રગ-મેટ્રિક્સ સિનર્જી મોડેલ અને ઇન વિવો દર્દી-વ્યુત્પન્ન ઝેનોગ્રાફ્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને TNBC ની રોગકારકતાને અસરકારક રીતે અટકાવે છે. વધુમાં, ટોરિન-1-મધ્યસ્થી mTORC1/2 નિષેધ મેક્રોપિનોસાયટોસિસને વધારે છે, જ્યારે વર્ટેપોર્ફિન-પ્રેરિત YAP નિષેધ TNBC કોષ મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે. એકસાથે લેવામાં આવે તો, આ પરિણામો TNBC માટે નવી અને અસરકારક સારવાર ઓળખવા માટે જીનોમ-વાઇડ ઇન વિવો CRISPR સ્ક્રીનીંગની શક્તિ અને મજબૂતાઈને પ્રકાશિત કરે છે (ડાઇ એટ અલ., 2021).
રોગપ્રતિકારક શક્તિનું નિયમન ન થવું એ ગાંઠ ઉત્પત્તિમાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. કેન્સર કોષો રક્ષણાત્મક પદ્ધતિઓને બાયપાસ કરીને રોગપ્રતિકારક શક્તિને ટાળે છે, જેમાં ગાંઠના સૂક્ષ્મ પર્યાવરણમાં રોગપ્રતિકારક કોષોની પ્રવૃત્તિમાં દખલ કરવી અને રોગપ્રતિકારક શક્તિને નુકસાન પહોંચાડવું શામેલ છે. તેથી, સુધારેલ રોગપ્રતિકારક શક્તિ વિકસાવવી એ ગાંઠો સામે લડવા માટે એક મુખ્ય અભિગમ હોઈ શકે છે. CRISPR/Cas9-આધારિત જનીન ફેરફારનો ઉપયોગ વિવિધ દ્રષ્ટિકોણથી રોગપ્રતિકારક તકલીફ સંબંધિત અનેક મુદ્દાઓને સંબોધે છે. CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ નીચેના માર્ગો દ્વારા સ્તન કેન્સર સામે એન્ટિટ્યુમર રોગપ્રતિકારક શક્તિ સુધારવા માટે કરવામાં આવ્યો છે (આકૃતિ 3).
આકૃતિ 3. CRISPR/Cas9 ઇમ્યુનોથેરાપી TNBC કોષોને લક્ષ્ય બનાવે છે. CDK5 નું નુકશાન અને PDL1 અને CD155 નું પતન રોગપ્રતિકારક શક્તિમાં વધારો કરે છે. તેવી જ રીતે, A2AR નું નુકશાન અને HER2, mucin 1 અને TEM8 જેવા TAA નું પતન કેન્સર કોષોને મારવામાં CAR-T કોષોની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે. CRISPR/Cas9-સંચાલિત T સેલ સ્ક્રીનીંગ દર્શાવે છે કે p38 કિનેઝનું વિક્ષેપ T સેલ એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરે છે. CRISPR/Cas9 દ્વારા સંશોધિત T કોષો TCR (T સેલ રીસેપ્ટર) ની અભિવ્યક્તિમાં વધારો કરે છે, પરિણામે T કોષોમાં એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિ હોય છે.
ઇમ્યુનોથેરાપીનો ધ્યેય રોગપ્રતિકારક શક્તિને કેન્સર કોષો પર હુમલો કરવા માટે ઉત્તેજીત કરવાનો છે. રોગપ્રતિકારક ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીનનું વધુ પડતું અભિવ્યક્તિ સામાન્ય રીતે સ્વયંપ્રતિરક્ષા પ્રતિક્રિયાઓને અટકાવે છે પરંતુ કેન્સરને ટાળવામાં મદદ કરી શકે છે (ટોપેલિયન એટ અલ., 2015). આ પ્રોટીન રોગપ્રતિકારક કોષોની સપાટી પર રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડાઈને રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાઓને અટકાવે છે. બહુવિધ ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન (જેમ કે CD155 અને PD-L1) રોગપ્રતિકારક કોષો પર PD-1 રીસેપ્ટરને લક્ષ્ય બનાવે છે અને સ્તન કેન્સરમાં વ્યક્ત થાય છે, ખાસ કરીને TNBC (Li Y.-C. એટ અલ., 2020). CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને PD-L1 અથવા તેના રીસેપ્ટરનું નોકડાઉન રોગપ્રતિકારક શક્તિને TNBC ગાંઠો પર હુમલો કરવા માટે ઉત્તેજિત કરી શકે છે (યાહાતા એટ અલ., 2019). વધુમાં, CDK5 ના CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી કાઢી નાખવા દ્વારા PD-L1 અભિવ્યક્તિનું ડાઉનરેગ્યુલેશન ઇન વિટ્રો અને ઇન વિવોમાં ગાંઠ વૃદ્ધિને અટકાવે છે (ડેંગ એટ અલ., 2020). સ્તન કેન્સરના ઇન વિટ્રો અને ઇન વિવો મોડેલ્સમાં વૃદ્ધિ અવરોધ સૂચવે છે કે CD155 ના shRNA-મધ્યસ્થી ઘટાડાથી સ્તન કેન્સર પર રોગનિવારક અસર થઈ શકે છે (ગાઓ એટ અલ., 2018).
CAR T કોષો CARs વ્યક્ત કરે છે જે ગાંઠ-સંકળાયેલ એન્ટિજેન્સ (TAAs) ને ઓળખે છે અને તેમની પ્રવૃત્તિ વધારવા માટે ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીનના નોકડાઉનનો ઉપયોગ કરી શકે છે (Li C. et al., 2020). સ્તન કેન્સરમાં CAR T સેલ થેરાપી માટે વિવિધ સંભવિત લક્ષ્યો છે, જેમાં HER2, mucin1, અને TEM8 (Bajgain et al., 2018) જેવા ઘણા TAAsનો સમાવેશ થાય છે. એવા પુરાવા છે કે CRISPR/Cas9 (Hu et al., 2019) નો ઉપયોગ કરીને PD-1 ને બહાર કાઢવામાં આવે ત્યારે મેસોથેલિન (TNBC BT-459 કોષોમાં વધુ પડતા વ્યક્ત) ને લક્ષ્ય બનાવતા CAR T કોષો કેન્સર સામે વધુ અસરકારક હોય છે. જો કે, દર્દીઓમાંથી T કોષોને અલગ કરવા અને પછી તેમને એક્સ વિવોમાં સંપાદિત કરવા એ શ્રમ-સઘન અને સમય માંગી લે તેવી પ્રક્રિયા છે. જોકે સાર્વત્રિક T કોષો અલગતા જરૂરિયાતો ઘટાડી શકે છે, માનવ લ્યુકોસાઇટ એન્ટિજેન (HLA) વર્ગ I અને T સેલ રીસેપ્ટર (TCR) ને વ્યક્ત કરતા દાતા T કોષોને ગ્રાફ્ટ-વિરુદ્ધ-હોસ્ટ અસામાન્યતાઓને રોકવા માટે દૂર કરવા જોઈએ (Ren et al., 2017). , 2017a). CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને, HDR એકસાથે TCR અને HLA ને દૂર કરી શકે છે અને CAR એન્કોડિંગ જનીનને બહાર કાઢી શકે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ TCR લોકસમાં એન્ટિ-CD19 CAR દાખલ કરવા માટે થઈ શકે છે, જેનાથી T કોષોનો ઘટાડો કર્યા વિના કાર્યક્ષમ રીતે CAR ઉત્પન્ન થાય છે (ડિમિત્રી એટ અલ., 2022). TCR, બીટા-2-માઇક્રોગ્લોબ્યુલિન (B2M), HLA-I સબ્યુનિટ અને PD-1 અને CTLA-4 જેવા અન્ય પ્રોટીનને એકસાથે દૂર કરીને એલોજેનિક CAR T કોષો ઉત્પન્ન કરવા માટે મલ્ટિપ્લેક્સ તકનીકો વિકસાવવામાં આવી છે, જેમાં TNBC સામે વધુ કેન્સર વિરોધી ગુણધર્મો હોઈ શકે છે (એક્વેમ એટ અલ., 2017; લિયુ એટ અલ., 2017; રેન એટ અલ., 2017b; દિમિત્રી એટ અલ., 2022).
CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરવાથી CAR-T કોષોની અસરકારકતામાં સુધારો થઈ શકે છે. એડેનોસિનમાં રોગપ્રતિકારક શક્તિ ઓછી હોય છે અને તે T સેલ ફંક્શનને અવરોધિત કરીને અને એડેનોસિન A2A રીસેપ્ટર્સ (A2AR) ને સક્રિય કરીને કેન્સર વિરોધી રોગપ્રતિકારક શક્તિ ઘટાડી શકે છે (વિગાનો એટ અલ., 2019). CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને A2AR ને શાંત કરવાથી CAR-T કોષોની અસરકારકતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે (ગિફ્રીડા એટ અલ., 2021). T કોષો સેલ્યુલર વિસ્તરણ, ભિન્નતા, ઓક્સિડેટીવ તણાવ અને જીનોમિક તણાવ જેવી વિવિધ ફેનોટાઇપિક લાક્ષણિકતાઓ પ્રદર્શિત કરવા માટે જાણીતા છે. CRISPR/Cas9-આધારિત T સેલ સ્ક્રીનીંગમાં 25 વિવિધ T સેલ રીસેપ્ટર કાઇનેસનું વિક્ષેપ જોવા મળ્યો. તેમાંથી, p38 કાઇનેસને કાઢી નાખવાથી T કોષોની એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિમાં વધારો જોવા મળ્યો છે, જે દર્શાવે છે કે p38 કાઇનેસ CAR-T કોષ નિયમનનું મુખ્ય નિયમનકાર છે (ગુરુસામી એટ અલ., 2020).
CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને T કોષોને આનુવંશિક રીતે સુધારી શકાય છે જેથી ખૂબ જ વ્યક્ત TCR ઉત્પન્ન થાય. દર્દીઓને આનુવંશિક રીતે સુધારેલા T કોષોનું ટ્રાન્સફર કરવાથી એન્ડોજેનસ T કોષો કરતાં વધુ મજબૂત કેન્સર વિરોધી પ્રવૃત્તિ જોવા મળી છે. તેથી, એન્ડોજેનસ TCR દર્દીઓમાં આનુવંશિક રીતે બદલાયેલા TCR સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે, જે કેન્સર ઇમ્યુનોથેરાપીની સંભાવનાને અસર કરી શકે છે. આ સમસ્યાને દૂર કરવા માટે, CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્તકર્તા કોષોમાં એન્ડોજેનસ TCR-β દૂર કરવા અને ત્યારબાદ કેન્સરના દર્દીઓમાં TCR-β T કોષોનું ટ્રાન્સફર કરવાથી એન્ડોજેનસ TCR જાતીય સ્પર્ધાની જરૂર વગર વધુ સારી કેન્સર વિરોધી રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાઓ પ્રદર્શિત થઈ શકે છે (ફેન એટ અલ. 2018). આમ, CRISPR-સંશોધિત T કોષોના અપવાદ સિવાય, TCR સામાન્ય TCR-ટ્રાન્સડ્યુસ્ડ T કોષો કરતાં ગાંઠ એન્ટિજેન્સ પ્રત્યે હજાર ગણા વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. વધુમાં, વિવિધ લ્યુકેમિયામાં, γδ TCR+ CRISPR દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલા બદલાયેલા T કોષો પ્રમાણભૂત TCR ટ્રાન્સફર કરતાં CD4+ અને CD8+ T કોષોની વધુ અભિવ્યક્તિ દર્શાવે છે (લેગુટ એટ અલ., 2018). આમ, CRISPR/Cas9 દ્વારા ઉત્પન્ન થતા સંશોધિત T કોષો TNBC ને દૂર કરવા માટે અસરકારક ઇમ્યુનોથેરાપી પદ્ધતિ હોઈ શકે છે.
ઇન્ટિગ્રિન્સ એ કોષ સંલગ્નતા પરમાણુઓ છે જે સેલ્યુલર ટ્રાન્સમેમ્બ્રેનમાં હાજર હોય છે અને કોષોને બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ (ECM) સાથે બંધનકર્તા બનાવે છે (હમિડી અને ઇવાસ્કા, 2018). ઇન્ટિગ્રિન્સનું ડિસરેગ્યુલેશન કેન્સરના વિકાસ અને સ્થળાંતર સાથે સંકળાયેલું છે, જે બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સમાં ફેરફાર કરીને કેન્સર કોષોના અસ્તિત્વ તરફ દોરી જાય છે (હમિડી અને ઇવાસ્કા, 2018). CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી ઇન્ટિગ્રિન નોકડાઉન TNBC માં ગાંઠની પ્રગતિ, મેટાસ્ટેસિસ અને વસાહતીકરણને ધીમું કરે છે. ઇન્ટિગ્રિન a5 (ITGA5) ના નોકડાઉનથી ફેફસાના કેન્સર જેવા અન્ય કેન્સરમાં કોષ સ્થળાંતર અને પ્રગતિ ઓછી થાય છે (જુ એટ અલ., 2017), જે સૂચવે છે કે ઇન્ટિગ્રિન a5 TNBC ના પેથોજેનેસિસમાં પણ એક મુખ્ય પરિબળ હોઈ શકે છે.
પરંપરાગત ગર્ભ સ્ટેમ (ES) કોષ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને નોકઆઉટ ઉંદર ઉત્પન્ન કરવા એ એક શ્રમ-સઘન, સમય માંગી લેતી અને બિનકાર્યક્ષમ પ્રક્રિયા છે. હોમોલોગસ રિકોમ્બિનેશન દ્વારા ES કોષોને લક્ષ્ય બનાવવા, કાઇમરિક ઉંદરોનું પ્રજનન કરવા અને પછી તેમને હેટરોઝાયગસ ઉંદર સાથે ક્રોસ કરીને હોમોઝાયગસ સંતાન ઉત્પન્ન કરવામાં મહિનાઓ અને વર્ષો લાગે છે. બહુવિધ આનુવંશિક પરિવર્તનો સાથે ઉંદર બનાવવા માટે જટિલ ક્રોસબ્રીડિંગ જરૂરી છે. જો કે, CRISPR/Cas9 નો ઉપયોગ કરીને ES કોષોના એબ્લેશન દ્વારા અથવા CRISPR/Cas9 ઘટકોને સિંગલ-કોષ ફર્ટિલાઇઝ્ડ ઇંડામાં માઇક્રોઇન્જેક્ટ કરીને ઉત્પન્ન થતા ઉંદરોનો ઉપયોગ કરતી વખતે ઘણી સમસ્યાઓ ઊભી થઈ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફેરફારોનો પરિચય ઘણીવાર બાયલેલિક લોકી પર થાય છે અને તે જનીન વિશિષ્ટ નથી. તાજેતરમાં એવું નોંધાયું હતું કે CRISPR/Cas9 ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ES કોષો એકસાથે 5 જનીનોમાં બાયલેલિક પરિવર્તન દાખલ કરી શકે છે (નિશિઝોનો એટ અલ., 2021). આ હેતુ માટે, Cas9 mRNA અને પાંચ જનીન-વિશિષ્ટ gRNA ને એકસાથે ES કોષોમાં ટ્રાન્સફેક્ટ કરવામાં આવ્યા હતા. આ પ્રક્રિયાના વચન અને અસરકારકતા પર ભાર મૂકે છે, જોકે આ પરિવર્તનો કદાચ ત્યારે પસાર થયા હશે જ્યારે સ્થાપક રેખાઓ ક્વિન્ટુપલ નોકઆઉટ ઉંદરો ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉછેરવામાં આવી હતી. અભ્યાસમાં એક આશ્ચર્યજનક શોધનો પણ અહેવાલ છે: ES કોષોને હવે આનુવંશિક રીતે સંશોધિત ઉંદરો બનાવવા માટે જરૂરી નથી. તેના બદલે, ચોક્કસ જનીન ઉત્પાદનોને દૂર કરવા માટે, Cas9 mRNA અને gRNA ને સિંગલ-સેલ સ્ટેજ ગર્ભમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવ્યા હતા. પરિણામે, નોકઆઉટ સ્થાપક રેખાઓ બનાવવામાં આવી છે જેનો ઉપયોગ સૈદ્ધાંતિક રીતે ઉંદરોમાં જનીન કાઢી નાખવાના પરિણામોનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ શકે છે (Qin et al., 2016). આમ, CRISPR/Cas9 પરંપરાગત આનુવંશિક ઇજનેરી કરતાં ઓછા ખર્ચે TNBC ની સારવાર માટે ટ્રાન્સજેનિક ઉંદર બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. CRISPR/Cas સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને, એક નવું નોકઆઉટ માઉસ મોડેલ વિકસાવવામાં આવ્યું છે જે TNBC માં એક અથવા વધુ અંતર્જાત જનીનોમાં બિંદુ પરિવર્તન સફળતાપૂર્વક રજૂ કરી શકે છે. આ ખ્યાલના આધારે, BRCA1 અને p53 ના CRISPR/Cas9-મધ્યસ્થી કાઢી નાખવાનો ઉપયોગ કરીને TNBC ના પ્રાણી મોડેલો પણ વિકસાવી શકાય છે, જેના પરિણામે HR રિપેર, જીનોમિક અસ્થિરતા અને મ્યુટન્ટ ફેનોટાઇપ્સનું નુકસાન થાય છે (Annunziato et al., 2020).
હાલમાં, TNBC નું નિદાન કરવા માટે મેમોગ્રાફી, મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (MRI) અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ જેવી વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જો કે, આ પદ્ધતિઓમાં કેટલીક મર્યાદાઓ છે. મેમોગ્રાફીનો ઉપયોગ સ્તનના સ્થાનિક પેશીઓનું નિદાન કરવા માટે થાય છે, જ્યાં કેન્સર કોષો અન્ય અવયવોમાં સ્થળાંતર કરે છે. TNBC નું નિદાન કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફી વિશ્વસનીય પદ્ધતિ નથી (ચેન અને લી-ફેલ્કર, 2023). MRI માં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને મેમોગ્રાફી કરતા વધુ સંવેદનશીલતા હોય છે, પરંતુ તેની નિદાન ચોકસાઈ મર્યાદિત છે (શા અને ચેન, 2022). ટીશ્યુ બાયોપ્સી એ કેન્સર કોષોને ઓળખવાની એક આક્રમક રીત છે. જો કે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં, જો સોય રસના ક્ષેત્રથી દૂર ભટકી જાય તો બાયોપ્સી કેન્સરગ્રસ્ત પેશીઓ ચૂકી શકે છે. વધુમાં, તે ખૂબ ખર્ચાળ છે અને દર્દી માટે આઘાતજનક હોઈ શકે છે. TNBC એક વિજાતીય પ્રકારનું કેન્સર છે, તેથી બાયોપ્સી કેન્સરના પ્રકાર વિશે પૂરતી માહિતી પ્રદાન કરી શકતી નથી. તેથી, TNBC શોધવા માટે એક નવી નિદાનાત્મક રીતે વિશ્વસનીય પદ્ધતિની તાત્કાલિક જરૂર છે. CRISPR/Cas9 સ્તન કેન્સર નિદાન માટે અત્યંત સંવેદનશીલ અને ન્યૂનતમ આક્રમક વિકલ્પ તરીકે સેવા આપી શકે છે. આ માટે, TNBC ના નિદાન માટે PCR પદ્ધતિઓ સુધારવા માટે CRISPR/Cas9-આધારિત વ્યૂહરચનાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પ્રથમ, CRISPR સિસ્ટમના Cas9 અને cpf1 પ્રોટીનનો ઉપયોગ બિન-વિશિષ્ટ DNA દૂર કરવા માટે થાય છે, અને પછી આ બે પ્રોટીન (Cas9 અને cpf1) લક્ષ્ય DNA સાથે જોડાતા પહેલા PAM ક્રમને ઓળખી શકે છે (દીપક સિંહ એટ અલ., 2021). . આમ, PCR કેન્સરના વિકાસ સાથે સંકળાયેલા પરિવર્તનોને ઓળખી શકે છે. વિવિધ કેન્સરમાં વિવિધ પરિવર્તનો શોધવા માટે ઘણા અભ્યાસોએ આ CRISPR-આધારિત વ્યૂહરચના અપનાવી છે (સફારી એટ અલ., 2019). આમ, CRISPR-આધારિત PCR પદ્ધતિઓ બાયોપ્સી-આધારિત ઇમ્યુનોહિસ્ટોકેમિસ્ટ્રી જેવી આક્રમક પદ્ધતિઓ પર TNBC નિદાનની નિર્ભરતા ઘટાડી શકે છે.
TNBC (ચેન અને રુસો, 2009) માં હોર્મોન રીસેપ્ટર નિયમનમાં જીનોટાઇપિક ફેરફારો પણ દર્શાવવામાં આવ્યા છે. પોઈન્ટ-ઓફ-કેર ડાયગ્નોસ્ટિક્સ માટે માઇક્રોએરેનો ઉપયોગ કરીને CRISPR/Cas9-આધારિત PCR વ્યૂહરચનાઓ આ પરિવર્તનોને અસરકારક રીતે મોનિટર કરી શકે છે (હાજિયન એટ અલ., 2019). તે આરોગ્યસંભાળ પ્રદાતાઓને TNBC દર્દીઓમાં ચોક્કસ પરિવર્તન વિશે સંબંધિત માહિતી પણ પ્રદાન કરી શકે છે, જે તેમના સારવાર અભ્યાસક્રમને સુધારવામાં મદદ કરી શકે છે. જો કે, આ સંયુક્ત તકનીકમાં મર્યાદાઓ છે. તેથી, TNBC ના નિદાન માટે આરોગ્યસંભાળમાં આ CRISPR/Cas-PCR પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી શકાય તે પહેલાં વ્યાપક સંશોધન પ્રયાસો જરૂરી છે (યાંગ એટ અલ., 2019).
પોસ્ટ સમય: ઓક્ટોબર-૧૪-૨૦૨૪