Des chercheurs du Baylor College of Medicine indiquent avoir mis au point une technologie permettant de « réguler efficacement l’expression des gènes »[1], en utilisant une molécule à des doses approuvées par la FDA. Le « commutateur » est placé dans un ARN. Cette approche permet de contrôler la production de la protéine en contrôlant son ARN. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Biotechnology [2].
Un « commutateur » placé sur l’ARN
Un ARN est d’abord conçu pour contenir une séquence polyA supplémentaire, que les scientifiques comparent à un « panneau stop » « utilisé naturellement pour marquer la fin d’un gène ». Ainsi, lorsque la machinerie cellulaire détecte un signal polyA dans l’ARN, elle effectue automatiquement une coupure et définit ce point de coupure comme la fin de l’ARN. « Dans notre système, nous utilisons le signal polyA ajouté, non pas à la fin, mais au début de l’ARN », explique le Dr Laising Yen, professeur agrégé à Baylor. Ainsi, la « valeur par défaut » est de ne pas produire la protéine.
Pour activer le gène au niveau souhaité, l’équipe a conçu un « commutateur » sur l’ARN. Les chercheurs ont modifié une section de l’ARN proche de la séquence polyA de telle sorte qu’elle puisse désormais se lier à une petite molécule, la tétracycline [3]. « Lorsque la tétracycline se lie à cette section qui fonctionne comme un capteur sur l’ARN, elle masque le signal polyA et l’ARN sera alors traduit en protéine. »
S’adapter au patient
Si le patient n’a besoin que d’une faible quantité de la protéine thérapeutique, il ne prendra qu’une petite dose de tétracycline, ce qui n’activera que peu le gène visé. Si le patient a besoin de davantage de protéines, il prendra plus de tétracycline pour stimuler sa production. Pour arrêter la production de la protéine, le patient doit arrêter de prendre de la tétracycline, ce qui fait revenir l’« interrupteur » à sa position par défaut.
Certaines maladies nécessitent des niveaux faibles et constants de protéines thérapeutiques. Dans ce cas, il est possible de « pré-ajuster » le niveau par défaut aux niveaux spécifiés, tout en conservant la possibilité d’augmenter la production avec la tétracycline.
Cette stratégie permet d’ajuster la production de protéines thérapeutiques en fonction des stades de la maladie ou de s’adapter aux besoins spécifiques des patients, expliquent les chercheurs. « Notre approche n’est pas spécifique à une maladie, elle peut en théorie être utilisée pour réguler l’expression de n’importe quelle protéine et a potentiellement de nombreuses applications thérapeutiques », affirme le Pr Yen. En outre, elle peut être mise en œuvre en laboratoire pour activer ou désactiver un gène spécifique afin d’étudier sa fonction.
[1] Les scientifiques indiquent que les systèmes existant à l’heure actuelle ne peuvent être approuvés par la FDA car ils font appel à des protéines étrangères au corps humain.
[2] Liming Luo et al, Control of mammalian gene expression by modulation of polyA signal cleavage at 5′ UTR, Nature Biotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41587-023-01989-0 et A step closer to safe and efficient mammalian gene regulation, Nature Biotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41587-023-02020-2
[3] Elle ne déclenche « généralement » pas de réponse immunitaire.
Source : Phys.org, Bayer College of Medicine (02/01/2024) – Photo : Pixabay
