Modification du génome comme traitement des maladies

Par Kylie Wolfe

Et si les scientifiques pouvaient exploiter le potentiel de l'édition du génome pour traiter les maladies qui affectent le cœur ou les muscles ? Cela pourrait bientôt être possible, car les technologies de modification du génome ont évolué au cours des dernières décennies, conduisant à des méthodes plus rapides et plus précises qui permettraient de couper et de remplacer des sections d'ADN, modifiant ainsi leur expression.

Une nouvelle approche est explorée à l'université Rice de Houston, au Texas, où des chercheurs du laboratoire de Xue Sherry Gao ont trouvé un moyen de corriger des dizaines d'erreurs génétiques à la fois. Leur approche basée sur CRISPR, publiée dans Nature Communications, pourrait contribuer au traitement des maladies déclenchées par des erreurs dans plusieurs gènes.

Simplifier le champ d'application

Pour créer un outil d'édition de gènes plus avancé, l'équipe a utilisé des matrices DAP (drive-and-process) au lieu des systèmes CRISPR-Cas12a ou CRISPR-Cas9, plus courants. Les matrices DAP sont uniques car elles utilisent des molécules d'ARN de transfert (ARNt), qui jouent généralement un rôle clé dans la synthèse des protéines. Dans ce cas, l'ARNt sert de promoteur et de moteur pour l'expression de l'ARN guide (ARNg).

Dans cette optique, l'équipe a conçu une molécule d'ARNt de 75 nucléotides capable de produire des réseaux de DAP. Ces réseaux ont ensuite été capables de réaliser "jusqu'à 31 éditions avec l'éditeur de base et trois éditions avec l'éditeur principal", comme indiqué dans un article Rice News.

"Auparavant, si nous voulions éditer plusieurs gènes dans la même cellule, nous devions le faire l'un après l'autre, ce qui est très chronophage et peu efficace", a déclaré l'étudiant diplômé Qichen Yuan dans l'article.

Lorsque les ARNg sont libérés sur des sites génomiques, ils peuvent reconnaître des régions d'intérêt et envoyer les éditeurs vers des cibles d'ADN spécifiques. Il en résulte moins de modifications hors cible, ce qui en fait un outil très efficace.

Xue Sherry Gao, chercheuse principale, a déclaré dans le même article : "Étant donné que nous introduisons plusieurs modifications de gènes à la fois, on pourrait imaginer qu'il y ait davantage de modifications hors cible. Mais nos données expérimentales sont très impressionnantes. Nous avons en effet observé moins d'activités hors cible tout en maintenant le même niveau d'édition sur cible avec les matrices DAP".

La nouvelle stratégie d'édition du génome pourrait permettre de corriger plus facilement les erreurs avec efficacité et précision.

Corriger les erreurs de manière efficace

Cette nouvelle stratégie d'édition du génome pourrait permettre de corriger plus facilement les erreurs avec efficacité et précision. L'équipe a testé différents matrices DAP et a déterminé qu'ils pouvaient apporter des modifications supprimant les maladies dans les cellules humaines. Bien que certaines tentatives aient été plus fructueuses que d'autres, les ARNg ont donné de bons résultats et n'ont provoqué que très peu de modifications indésirables.

Certaines méthodes existantes, comme CRISPR-Cas9, ne peuvent pas traiter les ARNg de la même manière, tandis que d'autres stratégies ont moins de succès en évitant les modifications hors cible, un avantage de la nouvelle approche de l'équipe.

Les matrices DAP peuvent être plus utiles parce qu'elles libèrent le bon nombre d'ARNg pour effectuer les modifications. Ils ne nécessitent pas non plus de longues séquences de promoteurs d'ADN pour mettre les ARNg en mouvement, atteignant ainsi une gamme de cibles.

Faire des progrès d'une nouvelle manière

L'utilisation des matrices DAP par l'équipe pourrait simplifier un domaine autrement complexe et pourrait avoir un impact positif sur la recherche biologique, l'ingénierie et le traitement des maladies.

"Nous pensons pouvoir associer les matrices DAP aux éditeurs de bases, aux éditeurs principaux et à d'autres technologies CRISPR émergentes, telles que le criblage CRISPR multiplex et l'étude des maladies polygéniques in vivo", a déclaré Gao dans l'article de Rice News. "Notre laboratoire se concentre actuellement sur l'utilisation de ces technologies pour la modélisation et le traitement de la mucoviscidose.

Au fur et à mesure que d'autres expériences seront menées, les scientifiques continueront à se rapprocher d'une réponse, qui pourrait mettre la puissance de l'édition du génome au service du traitement des maladies.

Kylie Wolfe est rédactrice pour Thermo Fisher Scientific.