Les ingénieurs du génome ont effectué plus de 13 000 modifications CRISPR dans une seule cellule

Wolfgang Kumm | images AP

Depuis son invention, CRISPR a permis aux scientifiques d'introduire des modifications de l'ADN à des endroits spécifiques d'un génome. Souvent, ces modifications précises sont apportées une par une.

Peut-être plus pour longtemps. Une équipe de l'Université de Harvard affirme avoir utilisé cette technique pour apporter 13 200 altérations génétiques à une seule cellule, un record pour la technologie d'édition de gènes.

Le groupe, dirigé par le technologue en gènes George Church, veut réécrire les génomes à une échelle beaucoup plus grande qu'il n'est actuellement possible, ce qui, selon lui, pourrait finalement conduire à la refonte radicale des espèces, même des humains.

L'édition de gènes à grande échelle de ce type a déjà été essayée. En 2017, une équipe australienne dirigée par Paul Thomas a parsemé le chromosome Y de souris de modifications et a réussi en le faisant exploser hors de l'existence . Cette stratégie est considérée comme un traitement potentiel du syndrome de Down, une maladie génétique causée par un chromosome supplémentaire.

Pour établir le nouveau record d'édition de gènes, les membres de l'équipe Oscar Castanon et Cory Smith ont dirigé CRISPR sur un type de séquence d'ADN appelé LINE-1, un mystérieux élément répétitif trouvé dans le génome humain. On estime que ces éléments génétiques, capables de se copier, représentent environ 17 % de notre génome.

Parce que les coupes CRISPR ouvrent la double hélice, faire trop de modifications à la fois tuera une cellule. Ce danger a limité les tentatives passées d'édition à grande échelle. Geoff Faulkner, de l'Université du Queensland en Australie, a déclaré en 2016 qu'il avait essayé d'éliminer les éléments LINE dans 500 embryons de souris, dans l'espoir de voir si cela affecterait le comportement de la souris. Mais aucune de ces souris n'a survécu pour se reproduire.

Pour éviter ce problème, l'équipe de Harvard a plutôt adapté une variante de CRISPR appelée éditeur de base qui évite de couper l'ADN et remplace à la place une lettre génétique par une autre, par exemple en transformant un C en T.

Selon eux papier , publié en mars sur le site Web de préimpression BioRxiv, l'équipe a pu apporter plus de 13 000 modifications à la fois dans certaines cellules sans les détruire.

Ils ont trouvé un moyen de faire l'expérience sans provoquer d'instabilité à l'échelle du génome, dit Faulkner.

D'autres scientifiques ont été moins impressionnés, affirmant que le travail n'est pas l'étape habilitante pour l'édition du génome à grande échelle, comme il est annoncé. Gaetan Burgio, de l'Université nationale australienne, a qualifié l'idée que la technique conduira à une refonte radicale des espèces de manière exagérée.

Church, cependant, considère l'édition à grande échelle comme un moyen de nettoyer les génomes en supprimant les déchets génétiques qu'ils contiennent. En 2015, par exemple, le laboratoire zappé les 62 copies d'un rétrovirus qui se cache à l'intérieur des génomes des porcs. Ces virus peuvent se réactiver, donc créer des porcs sans eux est une étape de sécurité vers les greffes d'organes de porc à humain.

Une entreprise issue du laboratoire, eGenesis, crée déjà des porcs avec des dizaines de modifications afin que leurs organes puissent être tolérés par les receveurs de greffes humaines.

Church dit que son objectif final est de créer des réserves d'organes ou de tissus humains dont les génomes sont révisés afin qu'ils soient immunisés contre tous les virus. Ce processus, appelé recodage, impliquerait environ 9 811 modifications génétiques précises, selon l'équipe. Church dit que le laboratoire a commencé le processus de recodage des fournitures de ses propres cellules dans le laboratoire. Celles-ci sont destinées à être des cellules souches sûres… et universelles, dit-il.

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