Depuis son développement révolutionnaire il y a plus de dix ans, CRISPR a révolutionné l’édition de l’ADN dans un large éventail de domaines. Aujourd’hui, les scientifiques appliquent l’immense potentiel de cette technologie à la santé et aux maladies humaines, en ciblant de nouveaux traitements pour toute une série de troubles allant du cancer aux maladies du sang en passant par le diabète.
Dans certains traitements conçus, les patients reçoivent une injection de cellules traitées par CRISPR ou de composants CRISPR emballés dans le but de réparer les cellules malades avec des modifications génétiques précises. Pourtant, même si CRISPR s’est révélé extrêmement prometteur en tant qu’outil thérapeutique de nouvelle génération, les modifications apportées à la technologie sont encore imparfaites. Les thérapies géniques basées sur CRISPR peuvent provoquer des modifications involontaires mais nuisibles de certaines parties du génome, conduisant parfois à de nouveaux cancers ou à d’autres maladies.
Des solutions de nouvelle génération sont nécessaires pour aider les scientifiques à comprendre la dynamique biologique complexe derrière les modifications CRISPR sur cible et hors cible. Mais le paysage de ces nouveaux outils est intimidant, car les tissus corporels complexes comportent des milliers de types de cellules différents et les modifications CRISPR peuvent dépendre de nombreuses voies biologiques différentes.
Des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont développé un nouveau système génétique pour tester et analyser les mécanismes sous-jacents des résultats de la réparation de l’ADN basée sur CRISPR. Comme décrit dans Communications naturelles, Le chercheur postdoctoral Zhiqian Li, le professeur Ethan Bier et leurs collègues ont développé un analyseur de séquence pour aider à suivre les modifications mutationnelles sur cible et hors cible ainsi que la manière dont elles sont héritées d’une génération à l’autre. Basé sur un concept proposé par David Kosman, ancien chercheur de l’UC San Diego, l’outil Integrated Classifier Pipeline (ICP) peut révéler des catégories spécifiques de mutations résultant de l’édition CRISPR.
Développé chez les mouches et les moustiques, l’ICP fournit une « empreinte digitale » de la manière dont le matériel génétique est hérité, ce qui permet aux scientifiques de suivre la source des modifications mutationnelles et les risques associés émergeant de modifications potentiellement problématiques.
« Le système ICP peut établir clairement si un insecte donné a hérité de composants génétiques spécifiques de la machinerie CRISPR de sa mère ou de son père, car la transmission maternelle et paternelle donne des empreintes digitales totalement différentes », a déclaré Bier, professeur à l’école UC San Diego. des Sciences Biologiques.
L’ICP peut aider à démêler les problèmes biologiques complexes qui surviennent lors de la détermination des mécanismes derrière CRISPR. Bien que développé chez les insectes, l’ICP présente un vaste potentiel pour les applications humaines.
« Il existe de nombreuses applications parallèles de l’ICP pour analyser et suivre les résultats de l’édition CRISPR chez l’homme après une thérapie génique ou pendant la progression d’une tumeur », a déclaré Li, premier auteur de l’étude. « Cette plateforme d’analyse flexible et transformatrice offre de nombreuses utilisations efficaces possibles pour garantir une application sûre des technologies de santé de pointe de nouvelle génération. »
L’ICP offre également une aide pour suivre l’héritage entre générations dans les systèmes de forçage génétique, qui sont de nouvelles technologies conçues pour diffuser les modifications CRISPR dans des applications telles que l’arrêt de la transmission du paludisme et la protection des cultures agricoles contre la destruction des ravageurs.
Par exemple, les chercheurs pourraient sélectionner un seul moustique dans le champ où un test de forçage génétique est effectué et utiliser l’analyse ICP pour déterminer si cet individu a hérité de la construction génétique de sa mère ou de son père, et s’il a hérité d’un élément défectueux. il manque les marqueurs visibles déterminants de cet élément génétique.
« Le système d’édition CRISPR peut être précis à plus de 90 % », a déclaré Bier, « mais comme il édite encore et encore, il finira par commettre une erreur. L’essentiel est que le système ICP peut vous donner une image de très haute résolution. de ce qui peut mal tourner. »
Outre Li et Bier, les co-auteurs comprenaient Lang You et Anita Hermann. Kosman, ancien membre du laboratoire Bier, a également apporté d’importantes contributions intellectuelles à ce projet.
Plus d’information:
Zhiqian Li et al, Progression développementale de la réparation des cassures double brin de l’ADN déchiffrée par un classificateur de mutation à résolution d’allèle unique, Communications naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-46479-2