Des scientifiques ont
développé un nouveau système d’édition génétique révolutionnaire
capable d’intégrer des gènes entiers dans l’ADN humain. Cette
avancée pourrait, à terme, offrir un espoir concret aux patients
souffrant de maladies génétiques complexes causées par une
multitude de mutations différentes.
Jusqu’à présent, les
outils d’édition génétique se limitaient souvent à corriger une ou
quelques mutations spécifiques. Ce nouveau système, présenté dans
une étude publiée dans Science, propose une approche alternative : au lieu
de cibler les erreurs une à une, il insère directement une copie
fonctionnelle complète du gène dans les cellules.
« Une même maladie
génétique peut être causée par des centaines, voire des milliers de
mutations différentes sur un même gène », explique Isaac
Witte, doctorant à Harvard et co-auteur principal de l’étude. Il
prend l’exemple de la mucoviscidose, qui peut résulter de plus de 2
000 mutations différentes. « Traiter chaque mutation
individuellement est un véritable casse-tête réglementaire et
technique. L’idée d’intégrer un gène entier fonctionnel simplifie
grandement ce processus. »
Le cœur de la technologie :
les transposases associées à CRISPR (CAST)
Cette innovation
s’appuie sur un système naturel appelé CAST, découvert en 2017, qui
permet aux « gènes sauteurs » de se déplacer dans le génome sans
couper l’ADN. Contrairement aux systèmes CRISPR traditionnels, souvent comparés
à des « ciseaux moléculaires », CAST insère de larges sections
d’ADN de manière précise sans créer de cassures, ce qui évite les
erreurs de réparation souvent introduites par la cellule.
Cependant, ces
systèmes n’étaient pas initialement adaptés aux cellules humaines,
où leur efficacité était quasi nulle. L’équipe dirigée par Samuel
Sternberg, professeur à l’Université Columbia, a donc entrepris
d’améliorer ce mécanisme pour qu’il fonctionne de façon optimale
dans le génome humain.
Evolution accélérée pour une
efficacité décuplée
Grâce à une méthode
appelée PACE (Phage-Assisted Continuous Evolution), les chercheurs
ont accéléré l’évolution du CAST bactérien afin de l’adapter aux
cellules humaines. En quelques centaines de cycles évolutifs, ils
ont fait évoluer une version baptisée evoCAST, capable d’insérer un
gène entier avec une efficacité multipliée par 200.
Cette nouvelle
version comprend dix mutations clés qui permettent son
fonctionnement dans les cellules humaines. Malgré une efficacité
encore variable selon les types cellulaires, evoCAST a montré une
capacité d’insertion dans 12 à 15 % des cellules traitées — un taux
déjà très prometteur pour envisager un futur traitement.
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Des applications médicales
prometteuses
L’équipe a testé
evoCAST sur des gènes liés à des maladies graves telles que
l’anémie de Fanconi, le syndrome de Rett ou la phénylcétonurie,
avec des résultats encourageants. Ils ont aussi exploré son
utilisation pour modifier des cellules immunitaires dans le cadre
de thérapies CAR-T contre le cancer, où l’outil s’est révélé
également efficace.
L’enjeu majeur pour
la suite est de trouver les meilleures méthodes pour délivrer
evoCAST directement dans les cellules des patients, un défi
technologique important mais surmontable.
Un avenir prometteur… mais
sous conditions
Le travail ne fait
que commencer, d’autant que le financement de ce type de recherche
est actuellement sous pression, notamment aux États-Unis où les
coupes budgétaires dans les institutions comme les NIH compliquent
la poursuite des projets. « C’est un défi que nous prenons très au
sérieux », précise Isaac Witte.
Néanmoins, la portée
de cette avancée est immense : en rendant possible l’insertion
ciblée de gènes entiers dans l’ADN humain, evoCAST ouvre la voie à
des traitements plus simples, plus rapides et potentiellement plus
sûrs pour un large éventail de maladies génétiques.
