Armer les corps avec CRISPR pour lutter contre la maladie de Huntington et la SLA

Santé de l'UC San Diego.

L'outil d'édition de gènes CRISPR est basé sur un système de défense naturel intégré dans les cellules bactériennes qui reconnaît et détruit l'ADN viral envahissant.

Et si nous pouvions ajouter ce même mécanisme d'attaque à nos propres cellules ? Une startup biotech, Locana , tente de faire exactement cela en insérant la machinerie CRISPR dans des cellules humaines pour équiper le corps à lutter contre la maladie de Huntington et la sclérose latérale amyotrophique, également connue sous le nom de maladie de Lou Gehrig.

Pour ce faire, Gene Yeo, cofondateur de la société et professeur de médecine cellulaire et moléculaire à l'Université de Californie à San Diego, School of Medicine, réoriente CRISPR pour cibler une autre cible : l'ARN, la molécule messagère impliquée dans le transfert et décodage de l'information génétique stockée dans l'ADN.

Dans des maladies comme la SLA, la maladie de Huntington et certains types de dystrophie musculaire, l'ARN s'accumule et fabrique des protéines aberrantes qui causent la maladie. Yeo dit qu'il s'intéresse particulièrement à ces maladies car elles n'ont pas de thérapies efficaces et peuvent être mortelles. Il veut utiliser CRISPR pour détruire les ARN toxiques et inverser les effets dévastateurs de la maladie.

Normalement, CRISPR utilise une protéine de découpage appelée Cas9 qui reconnaît et découpe l'ADN souhaité, éliminant ainsi un gène muté. Yeo et son équipe ont modifié Cas9 pour laisser l'ADN seul et à la place se lier et couper l'ARN problématique.

Dans une étude publié en août , Yeo et ses collègues ont utilisé CRISPR-Cas9 pour détruire les répétitions errantes dans les séquences d'ARN. Lorsqu'il a été testé en laboratoire, l'outil CRISPR de Yeo a effacé 95% ou plus de ces nœuds d'ARN dans les cellules abritant la maladie de Huntington et un type de SLA.

Les chercheurs ont également testé l'approche sur une forme de dystrophie musculaire héréditaire, appelée dystrophie myotonique. Ils ont pu éliminer 95% des ARN défectueux dans les cellules musculaires prélevées sur des patients. Après avoir appliqué CRISPR, les cellules autrefois malades ressemblaient à des cellules saines. Yeo pense que plus de 20 maladies génétiques causées par des répétitions d'ARN toxiques pourraient potentiellement être traitées de cette façon.

Cependant, la suppression de ces ARN n'est que temporaire. L'ARN se régénère constamment, de sorte que son niveau dans les cellules finit par revenir à la normale après quelques jours à une semaine. Yeo dit que c'est en fait un avantage d'utiliser CRISPR pour cibler l'ARN au lieu de l'ADN - les effets ne durent pas.

Avec le ciblage de l'ARN, il n'y a pas de dommages permanents et irréversibles au génome, dit Yeo.

Cela permettra aux scientifiques d'apporter des modifications temporaires à l'ARN et de tester les effets sur des animaux avant d'injecter aux personnes une thérapie CRISPR expérimentale. Yeo et d'autres laboratoires conçoivent des molécules qui pourraient arrêter ce processus en cas de problème.

Une thérapie à effet temporaire fonctionnerait mieux dans certains cas, comme pour des affections qui ne mettent pas la vie en danger ou des maladies infectieuses qui ne nécessiteraient qu'un traitement à court terme. Mais pour traiter la SLA ou la maladie de Huntington au cours de la vie d'une personne, vous avez besoin de quelque chose qui durera plus que quelques jours ou une semaine.

Yeo conçoit donc une capsule virale pour transporter la machinerie CRISPR vers les bonnes cellules. Ces navettes virales permettraient à la protéine Cas de rester plus longtemps dans les cellules d'une personne, idéalement pendant des années, transformant Cas en un mini-arsenal pour tenir à distance l'ARN indiscipliné.

Mitchell O'Connell, professeur adjoint de biochimie et de biophysique au centre médical de l'Université de Rochester, affirme que l'approche nécessiterait probablement des traitements répétés au fil des ans. C'est différent de l'utilisation de CRISPR pour l'édition d'ADN, qui serait une injection ou une procédure unique.

O'Connell et d'autres qui étudient CRISPR pour cibler l'ARN pensent que cette fonctionnalité pourrait rendre l'approche plus sûre que l'édition d'ADN. L'utilisation de CRISPR pour éditer des gènes s'accompagne d'un risque de mutations hors cible, c'est-à-dire de coupures génétiques indésirables pouvant entraîner des effets secondaires graves chez les patients, comme le cancer. Jusqu'à présent, Yeo dit qu'il a vu peu d'effets hors cible en poursuivant l'ARN. Il pense que c'est parce que l'ARN est une cible plus spécifique.

Cela pourrait être accéléré plus rapidement car ce n'est pas aussi dangereux, dit O'Connell.

D'autres chercheurs sont également intéressés par l'utilisation de CRISPR pour s'attaquer à l'ARN. Feng Zhang, chercheur au Broad Institute du MIT et de Harvard, a publié cette semaine un papier dans La nature , où il a montré qu'une autre protéine coupante connue sous le nom de Cas13 pouvait être utilisée pour détecter, trancher et suivre l'ARN dans les cellules humaines. Auparavant, le laboratoire de Zhang utilisait CRISPR-Cas13 pour cibler l'ARN dans les cellules bactériennes.

Dans la nouvelle étude, Zhang et ses collègues ont utilisé le même système d'édition CRISPR pour réduire les niveaux d'ARN exprimés par trois gènes associés au cancer.

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