Des chercheurs de l’UC Santa Barbara ont mis au point une méthode qui augmente l’efficacité de l’édition génétique réalisée par CRISPR/Cas9 sans utiliser de vecteur viral. Elle « stimule » la réparation dirigée par l’homologie[1], une étape du processus d’édition génétique, d’un facteur trois, estiment-ils, « sans augmenter les fréquences de mutation ni modifier les résultats de la réparation par jonction d’extrémité »[2]. Ils ont publié leurs travaux dans la revue Nature Biotechnology[3].
Les limites du vecteur viral
L’édition de gènes utilise l’enzyme Cas9 comme « ciseaux » moléculaires pour couper les séquences qu’il reconnaît, guidé par le système CRISPR. Par la même occasion, on « remplace » les gènes coupés par des gènes similaires (homologues) mais « améliorés », en utilisant les mécanismes de réparation naturels de la cellule.
Les virus – modifiés pour ne pas provoquer de maladie – sont couramment utilisés pour acheminer l’ADN au noyau de la cellule en raison de leur efficacité à pénétrer dans les cellules. Mais, bien qu’ils soient « efficaces », selon les chercheurs, les utiliser est « coûteux, difficile à mettre à l’échelle et potentiellement toxique pour les cellules ».
Une alternative ?
Les chercheurs ont découvert que les dommages causés par l’ajout de « réticulations interbrins »[4] au modèle de réparation dirigé par homologie amélioraient en fait la probabilité de succès de l’édition de gènes et stimulaient la réparation cellulaire. « En gros, ce que nous avons fait, c’est prendre cet ADN modèle et l’endommager », explique Chris Richardson, directeur du laboratoire.
« Ce que nous pensons qu’il se passe, c’est que la cellule détecte et essaie de réparer l’ADN endommagé auquel nous avons ajouté cette réticulation », précise-t-il. Et en prolongeant le temps qu’il faut à la cellule pour effectuer cette recombinaison, la probabilité que les modifications soient terminées augmente.
Les chercheurs estiment que cette méthode sera plutôt utilisée ex vivo, dans le domaine de la recherche sur les maladies et du travail préclinique.
[1] La réparation dirigée par l’homologie (HDR pour “Homology Directed Repair”), permet d’insérer une séquence d’ADN que l’on peut choisir et qui, à ses extrémités, a de fortes similarités avec l’ADN.
[2] La jonction d’extrémités non homologues (NHEJ pour “Non Homologous End-joining”), répare directement la coupure en joignant les extrémités coupées.
[3] Hannah I. Ghasemi et al, Interstrand crosslinking of homologous repair template DNA enhances gene editing in human cells, Nature Biotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41587-022-01654-y
[4] « La séparation des deux brins hélicoïdaux de l’ADN est essentielle pour les processus cellulaires tels que la réplication et la transcription. Les réticulations inter-brins (ICL) sont des lésions toxiques de l’ADN qui lient ces brins ensemble, inhibant la séparation et, par conséquent, la transcription et la réplication. De nombreuses chimiothérapies anticancéreuses créent des ICL qui bloquent la réplication des cellules cancéreuses. »
Sources : Phys.org, University of California (11/05/2023) ; New Atlas, Paul McClure (11/05/2023)
