Les scientifiques du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) travaillant sur la technologie d’édition de gènes médiée par CRISPR / Cas9 ont développé une méthode pour augmenter l’efficacité de l’édition tout en minimisant la taille des suppressions d’ADN, une étape clé vers le développement de thérapies d’édition de gènes pour traiter les maladies génétiques.
La technologie CRISPR (répétition palindromique courte régulièrement espacée en cluster) est utilisée pour modifier les séquences d’ADN et modifier la fonction des gènes. CRISPR/Cas9 est une enzyme qui s’utilise comme une paire de ciseaux pour couper deux brins d’ADN à un endroit précis afin d’ajouter, de retirer ou de réparer des morceaux d’ADN. En modifiant la fonction des gènes, les scientifiques espèrent traiter les maladies génétiques en arrêtant la capacité d’une cellule malade à continuer à répliquer l’ADN défectueux. CRISPR/Cas9 est la manipulation génétique la plus polyvalente disponible et a un large éventail d’applications potentielles. Bien que CRISPR/Cas9 génère principalement de courtes insertions ou suppressions au niveau du site cible, il peut également effectuer de grandes suppressions d’ADN autour du site cible spécifique. Ces grandes suppressions posent des problèmes de sécurité et peuvent réduire l’efficacité de l’édition fonctionnelle.
L’équipe WFIRM cherche des moyens de réduire les risques que cela se produise. La recherche décrite dans leur article récent, publié récemment dans Recherche sur les acides nucléiquesa cherché à lutter contre la génération de longues suppressions d’ADN imprévisibles sur la cible et à trouver un moyen de s’en prémunir, a déclaré l’auteur principal Baisong Lu, Ph.D., de WFIRM.
« Considérant qu’un manque de méthodes pour éviter de générer de longues suppressions par CRISPR/Cas9 est un défi pour le domaine, nous développons de nouvelles contre-stratégies », a déclaré Lu. « Nous avons développé une méthode pour affiner les mutations, pour augmenter les petites suppressions et diminuer les grandes suppressions. » L’équipe a évalué une variété de cellules humaines et de gènes d’intérêt et a découvert que la fusion de l’ADN polymérase I ou du fragment de Klenow à l’enzyme Cas9 minimisait les grandes suppressions imprévues d’ADN génomique sans sacrifier l’efficacité de l’édition du génome. Au contraire, cela a même augmenté l’efficacité de l’édition dans les cellules primaires humaines.
« Cette technique a augmenté l’efficacité de l’édition du génome dans les cellules primaires et n’a pas augmenté les taux de substitution d’ADN ou les taux hors cible », a déclaré le directeur du WFIRM, Anthony Atala, MD, co-auteur de l’article. « Il a également diminué les grandes suppressions, augmentant ainsi la sécurité. Nous pouvons augmenter le pourcentage de types de mutations souhaitables. Cela améliore l’efficacité de la perturbation des gènes pathogènes ou de la restauration des gènes perturbés. »
Les co-auteurs incluent Kyung W. Yoo et Manish Kumar Yadav de WFIRM, et Qianqian Song du Département de biologie du cancer, Wake Forest University Health Sciences.
Kyung W Yoo et al, Le ciblage de l’ADN polymérase sur les cassures double brin de l’ADN réduit la taille de la suppression de l’ADN et augmente les insertions modélisées générées par CRISPR/Cas9, Recherche sur les acides nucléiques (2022). DOI : 10.1093/nar/gkac186