Les scientifiques ont développé un nouveau système d’édition génétique qui peut tisser des gènes entiers en ADN humain. Cela pourrait un jour conduire à une meilleure méthode de traitement des maladies génétiques déclenchées par un éventail diversifié de mutations.
Jusqu’à présent, l’approche n’a été testée que dans les cellules humaines du laboratoire. Mais si cela se révèle sûr et efficace pour les patients, il pourrait fournir une alternative aux outils d’édition génétique qui ne ciblent que des fautes de frappe spécifiques dans l’ADN. Plutôt que de corriger une mutation de gène unique, la nouvelle technique introduirait plutôt une copie de travail du gène dans les cellules d’une personne.
« Une seule maladie génétique peut être causée par de nombreuses mutations différentes dans ce gène », a déclaré Isaac Witteun doctorant à l’Université Harvard et co-auteur de The New Research. Par exemple, la fibrose kystique peut être déclenchée par Plus de 2 000 mutations différentes dans un gène spécifique. « Le traiter (ces types de conditions) avec l’édition du génome nécessite souvent de nombreuses approches spécifiques à la mutation. C’est à forte intensité de main-d’œuvre, et également intensive d’un point de vue réglementaire » pour apporter toutes ces approches approuvées, a déclaré Witte à Live Science.
Une stratégie alternative consiste à introduire un tout nouveau gène pour compenser le cassé. L’éditeur de gènes, décrit dans un rapport publié jeudi 15 mai dans la revue ScienceActive ces types de modifications et peut insérer le nouveau gène directement « en amont » de l’endroit où la cassée se trouve dans l’ADN humain. Plus de travail est nécessaire pour sortir le nouveau rédacteur en chef des gènes du laboratoire et dans la pratique médicale, mais « nous sommes très excités par cela », a déclaré Witte.
Diriger l’évolution dans le laboratoire
Classique Crispr Les systèmes sont souvent surnommés des «ciseaux moléculaires» car ils utilisent des protéines pour couper l’ADN. Ces systèmes se trouvent naturellement dans les bactéries, qui utilisent CRISPR pour se défendre contre les envahisseurs, tels que les virus.
Le noyau du nouvel éditeur de gènes est également emprunté aux bactéries, mais il ne coupe pas l’ADN. Il déplace plutôt de grandes sections de l’ADN d’un hôte d’un endroit à un autre d’une manière très ciblée. Ces systèmes – appelés transposases (moulages) associées à CRISPR – sont connues sur Depuis 2017 et agir comme un moyen pour « Gènes sautants« Pour sauter, soit dans le L’ADN de la même cellule ou peut-être dans les génomes d’autres cellules.
Les moulages sont attrayants pour l’édition de gènes car, contrairement aux ciseaux moléculaires, ils ne coupent pas l’ADN et ne comptent donc pas sur des machines cellulaires pour réparer l’ADN qui a soutenu la coupe. Ce processus de réparation rend difficile d’ajouter un nouvel ADN au génome, en partie parce qu’il peut introduire des mutations indésirables. Les moulages, en revanche, contournent ce problème.
Mais les moulages trouvés naturellement dans les bactéries ne jouent pas bien avec les cellules humaines. Dans des études précédentes conduites par Samuel Sternbergprofesseur agrégé de biochimie et de biophysique moléculaire de l’Université Columbia et auteur co-senor du nouveau journal, chercheurs caractérisé des moulages naturels et puis tenté de les utiliser pour modifier l’ADN dans les cellules humaines. Mais les systèmes se sont révélés très inefficaces, n’insertant l’ADN que dans seulement 0,1% ou moins des cellules, a déclaré Witte.
Alors Witte, Sternberg et ses collègues ont décidé de rendre les moulages plus utiles pour les thérapies humaines. Ils ont commencé avec un casting de Pseudoalteromonas Les bactéries, qui, dans les études précédentes, avaient montré une activité adolescente dans les cellules humaines. Ensuite, ils ont utilisé une approche expérimentale appelé rythme Pour accélérer l’évolution de ce casting, introduisant de nouveaux ajustements au système dans chaque cycle successif.
Grâce à ce processus, l’équipe a évolué un nouveau casting qui pourrait intégrer l’ADN dans les cellules humaines avec 200 fois plus d’efficacité que l’original, en moyenne.
« Il a fallu plus de 200 heures de rythme, ce qui correspond à plusieurs centaines de générations d’évolution », a déclaré Witte. Le même processus aurait pris des années avec des méthodes plus conventionnelles pour diriger l’évolution dans les plats de laboratoire.
Étapes suivantes
Le casting évolué – surnommé Evocast – comprend 10 mutations clés qui sont nécessaires pour qu’il fonctionne bien dans les cellules humaines, a déclaré Witte. Cependant, le système fonctionne mieux dans certains types de cellules humaines que dans d’autres, et d’autres recherches seront nécessaires pour comprendre pourquoi, a-t-il déclaré.
L’équipe a évalué à quel point Evocast a travaillé dans les régions du génome qui transportent des gènes mutés dans certaines maladies, telles que Anémie Fanconi, Syndrome de Rett et phénylcétonurie. L’équipe a constaté qu’Evocast travaillait dans environ 12% à 15% des cellules traitées. Bien que l’efficacité à 100% ne soit probablement pas nécessaire pour traiter les maladies génétiques, a noté Witte, l’efficacité exacte nécessaire pour guérir une condition donnée varie probablement et nécessitera une étude.
L’équipe a également testé Evocast comme méthode d’édition de cellules immunitaires utilisées dans Thérapie de cellules en Tun traitement contre le cancer, et a constaté qu’il était également efficace à cette fin. Cela soulève l’idée d’utiliser cette approche d’édition génétique non seulement à l’intérieur du corps humain, mais aussi dans le laboratoire pour fabriquer ces types de thérapies cellulaires.
Les recherches futures devront comprendre comment fournir au mieux Evocast aux bonnes cellules du corps. « Il y a beaucoup de domaines pour d’autres études », a déclaré Witte.
Bien sûr, ces études devront être financées, et sur ce front, « c’est une période difficile », a-t-il ajouté. La nouvelle étude scientifique a été soutenue, en partie, par les National Institutes of Health (NIH). Maintenant, le financement du NIH a été réduit par des coupes de balayagedont certains spécifiquement singulé Universités de la Ivy League comme Harvard. « C’est quelque chose à qui nous avons affaire activement », a déclaré Witte.
