Des chercheurs de Harvard et du MIT (USA) ont trouvé un moyen d’envoyer des colis contenant les dernières modification des gènestechnologie dans des cellules de souris en un seul morceau. De cette manière, ils ont pu réparer un défaut génétique qui faisait que les yeux de souris atteintes de cécité congénitale réagissaient « substantiellement » aux stimuli lumineux. Les Américains ont publié leurs résultats lundi dans Biotechnologie naturelle.
La nouvelle technologie s’appelle montage principal et est une variante de ce qu’on appelle crispr-cas9. Cette technique génétique de « couper-coller » a été découverte en 2012 et récompensée par le prix Nobel en 2020. Avec crispr-cas9, vous pouvez effectuer une coupure très précise dans l’ADN, puis réparer, ajouter ou désactiver des gènes.
Malgré les grandes promesses de cette technologie, son application pratique s’est jusqu’à présent révélée difficile. Ce n’est qu’en novembre dernier que le premier traitement médical basé sur CRISPR-Cas9 a été approuvé, en l’occurrence pour la tristement célèbre drépanocytose. L’une des raisons de cette application difficile est le faible taux de réussite. Les cassures que la protéine CRISPR provoque dans l’ADN sont souvent réparées trop rapidement par l’organisme et des erreurs se produisent relativement souvent.
Des variantes plus efficaces
“Les variantes les plus récentes de l’édition génétique sont beaucoup plus efficaces et fiables à cet égard”, déclare Eva van Rooij, professeur de cardiologie moléculaire à l’UMC Utrecht. Elle n’a pas participé à la nouvelle étude américaine, mais travaille avec ces nouvelles variantes de l’édition génétique : montage principal et le connexe édition de base. Son groupe étudie comment l’utiliser comme thérapie pour les maladies cardiaques génétiques. « L’édition principale et l’édition de base sont toutes deux des variantes de crispr-cas9 », dit-elle, « mais elles ne brisent pas complètement l’ADN double brin. Avec l’édition de base, vous ne corrigez qu’une seule base, tandis qu’avec l’édition principale, vous pouvez également apporter des modifications de base plus complexes et plus étendues.
Comme on ne fait pas de rupture double brin, le risque d’erreurs est moindre, explique Van Rooij. De plus, vous pouvez travailler encore plus spécifiquement avec ces deux techniques qu’avec crispr-cas9 « normal ». Avec les deux techniques, vous insérez un package grâce à la technologie copier-coller dans la cellule hôte. Vous pouvez le faire en utilisant un virus spécialement adapté, souvent un adénovirus, comme véhicule. Mais vous pouvez aussi le faire avec des particules synthétiques, appelées particules pseudo-virales. Ils ressemblent beaucoup aux virus et peuvent donc facilement pénétrer dans une cellule – mais vous pouvez les adapter en détail à vos besoins.
“C’est ce que les Américains ont fait maintenant”, déclare Van Rooij. « Ce sont les mêmes chercheurs qui ont été les premiers en 2019 Nature publié à propos de l’édition principale. Et en 2022, ils ont montré que vous pouvez utiliser ces particules ressemblant à des virus pour l’édition de base. Ils ont désormais adapté leurs particules afin qu’elles soient également adaptées au montage principal. Un défi, car pour cela il faut introduire une particule beaucoup plus grosse dans la cellule.»
Cette particule contient non seulement une protéine qui reconnaît l’ADN spécifique défectueux, mais également une protéine qui contient les informations nécessaires à la séquence d’ADN correcte et souhaitée. “Le fait qu’il existe désormais une particule capable de pénétrer efficacement dans une cellule est un grand pas en avant.”
Les Américains ont testé leur approche en laboratoire avec des cellules nerveuses de souris et des cellules rénales embryonnaires humaines. Dans cette première lignée cellulaire, l’édition principale était quatre-vingts fois plus efficace qu’avec leurs véhicules développés précédemment ; dans la lignée cellulaire humaine, même 170 fois plus efficace.
Les chercheurs ont ensuite testé la nouvelle technologie sur de jeunes souris présentant une déficience génétique de l’œil. Ils présentaient une mutation dans le gène qui code pour une protéine de la rétine importante pour la transmission des signaux électriques. Sans cette protéine, les jeunes souris deviennent déficientes visuelles dès l’âge de trois semaines. Chez l’homme, une telle anomalie conduit à la maladie de Leber.
Les chercheurs ont injecté des particules virales « chargées » juste sous la rétine à des souris âgées de cinq semaines présentant cette anomalie oculaire. Après le traitement, les chercheurs ont constaté que la rétine des souris répondait « sensiblement mieux » à la stimulation lumineuse.
Dans un autre groupe de souris, les chercheurs n’ont pas injecté leurs particules dans l’œil, mais dans le liquide céphalo-rachidien. Ils ont fait cela pour voir si leur technologie aurait également des effets en dehors de l’œil. Cela ne s’est pas avéré être le cas : les particules n’avaient – comme souhaité – pénétré que dans les cellules de la rétine pour y faire leur travail.
L’effet positif sur la rétine est encore loin de « voir », notent les chercheurs, mais le fait, selon eux, est qu’ils ont maintenant démontré que cette technologie fonctionne bien.