رسانش کریسپر و gRNA آن به سلول، همواره یک عامل بااهمیت در ژندرمانی بوده است.
بازده، میزان سمیت و مدتزمان رسانش از عوامل کلیدی در انتخاب نوع روش انتقال به سلول است.
از روشهای رایج انتقال سازهی کریسپر و gRNA آن، میتوان به استفاده از Ribonucleoprotein (RNP) complex و Lipid Nanoparticle (LNP) اشاره کرد.
در RNP، پروتئین تخلیص شدهی Cas در محیطی خارج از سلول، کنار gRNA قرار داده میشود، با اتصال gRNA به جایگاه خود در پروتئین Cas، یک RNP ایجاد میشود که با کمک الکتروپوریشن، میتوان آن را به سلول وارد کرد.
در روش انتقال با کمک LNP، معمولاً mRNA پروتئین Cas و gRNA مورداستفاده قرار میگیرند که در طی فرآیند فرمولاسیون، در LNP کپسوله میشوند.
در مقایسه دو روش بیان شده، از الکتروپوریشن معمولاً در حالت Ex-Vivo و In Vitro استفاده میشود درحالیکه در بهکارگیری LNP، این محدودیت وجود ندارد و میتوان رسانش را به شکل In Vivo انجام داد که بسیار مطلوب است.
در صورت استفاده از mRNA و LNP، به علت انجام ترجمه در سلول هدف و دشواری تعیین میزان دوز پروتئین که پس از ترجمه mRNA تولید میشود، همچنین افزایش Off-Target در ویرایش، تمایل به استفاده از RNP برای ویرایش ژنوم بیشتر است.
در صورت ترکیب این دو روش، یعنی استفاده از RNP اما انتقال آن به کمک LNP، میتوان مشکلات هر دو روش را تا میزان قابلقبولی بهبود بخشید؛ اما پروتئینها در محیط اسیدی فرمولاسیون LNP توانایی حفظ فولد (fold) خود را نداشته، همچنین توزیع سطحی بار الکتریکی پروتئین مناسب قرارگیری در LNP نیست. (بار منفی mRNA در کپسولهشدن آن نقش مهمی دارد)
در پژوهشی که به رهبری دکتر Doudna انجام شد، با انتخاب Cas گرفته شده از باکتری Geobacillus stearothermophilus (GeoCas9) که پایداری ساختاری بیشتری نسبت به Cas رایج (SPCas9) دارد، همچنین با افزایش پایداری بیشتر GeoCas9 با روش تکامل جهتدار، iGeoCas9 را معرفی کرده که بازده ویرایش آن تا ۱۰۰ برابر نسبت به حالت Wilde Type بیشتر است.
در ادامه این پژوهش با طراحی دو فرمولاسیون LNP ، (FX12m و FC8m به ترتیب) موفق به رسانش اختصاصی به سلولهای کبد و ریه شدند.
همچنین به تاثیر حضور ssDNA در کنار RNP در فرمولاسیون اشاره شده که بهعنوان یک واسطه عمل کرده و به قرارگیری RNP در LNP کمک میکند.
با کمک بهینهسازیهای یاد شده، ویرایش در کبد به میزان تقریباً ۳۷% و در ریه به میزان ۱۶% درصد گزارش شده است.
با بررسیهای بیشتر و ایجاد فرمولاسیونهای متفاوت و دستیابی به Casهای مقاومتر نسبت به شرایط فرمولاسیون، امید است که این نوع انتقال نیز همچون دو روشRNP-الکتروپوریشن و mRNA-LNP، در روشهای رایج انتقال به سلولهای یوکاریوتی قرار گیرد.