Switch active ou désactive les gènes, rendant la thérapie génique plus sûre

Tout comme ils ajustent le dosage d’un médicament Selon les besoins du patient, l’expression des gènes thérapeutiques, ceux modifiés chez une personne pour traiter ou guérir une maladie par thérapie génique, doit également être maintenue dans une fenêtre thérapeutique. Il est important de rester dans la fenêtre thérapeutique, car trop de protéines pourrait être toxique et trop peu pourrait entraîner peu ou pas d’effet thérapeutique.

Même si le principe de fenêtre thérapeutique est connue depuis longtemps, il n’existe aucune stratégie pour la mettre en œuvre en toute sécurité, ce qui limite les applications possibles de la thérapie génique en clinique. Aujourd’hui, ces travaux semblent avoir trouvé une solution prometteuse pour combler cette lacune dans les applications cliniques de la thérapie génique.

“Bien qu’il existe plusieurs systèmes de régulation génétique utilisés dans les cellules de mammifères, aucun n’a été approuvé pour des applications cliniques, principalement parce que ces systèmes utilisent une protéine régulatrice étrangère au corps humain, qui déclenche une réponse immunitaire contre”, explique le chercheur. Augmenter le yen. “Cela signifie que les cellules qui expriment la protéine thérapeutique seraient attaqué, éliminé ou neutralisé par le système immunitaire du patientrendant la thérapie inefficace.

Depuis plus d’une décennie, Yen et ses collègues travaillent sur cette technologie et ont désormais trouvé une solution pour surmonter les principaux obstacles à son utilisation clinique. « La solution que nous avons trouvée ne fait pas appel à une protéine régulatrice étrangère qui déclenche une réponse immunitaire chez les patients. “Au lieu de cela, nous utilisons de petites molécules pour interagir avec l’ARN, qui ne déclenchent normalement pas de réponse immunitaire”, explique-t-il.

“D’autres groupes ont également tenté de résoudre ce problème critique, mais les concentrations de médicaments qu’ils ont utilisées dépassaient celles approuvées pour les patients. Nous avons pu concevoir notre système de telle manière qu’il fonctionne avec la dose approuvée par le FDA».

Les scientifiques ont développé un système qui active les gènes à différents niveaux dans un signal utilisant de petites molécules à des doses approuvées par la FDA. Le commutateur est placé dans l’ARN, la copie du matériel génétique qui est traduite en protéine. Cette approche permet aux chercheurs de prendre du recul dans le contrôle de la production de la protéine en contrôlant son ARN.

ARRÊT

L’ARN d’intérêt est d’abord conçu pour contenir un signal polyA supplémentaire, similaire à un «panneau stop« quels gènes utilisent naturellement pour marquer la fin d’un gène. Lorsque la machinerie cellulaire détecte un signal polyA dans l’ARN, elle effectue automatiquement une coupure et définit le 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, donc le clivage détruit l’ARN et donc par défaut, aucune protéine n’est produite. Il s’éteint jusqu’à ce que nous l’activions avec la petite molécule », a déclaré Yen.

Pour activer le gène au niveau souhaité, l’équipe a conçu un commutateur dans l’ARN. Ils ont modifié une section de l’ARN proche du signal polyA afin qu’elle puisse désormais se lier à une petite molécule, en l’occurrence la tétracycline approuvée par la FDA. “Quand la Tétracycline Il se lie à cette section qui fonctionne comme un capteur de l’ARN, masque le signal polyA et l’ARN sera désormais traduit en protéine », explique Yen.

À l’avenir, un patient soumis à une thérapie génique qui recevrait un gène pour compenser un gène défectueux responsable de la maladie bénéficierait d’un tel interrupteur, qui permettrait au médecin de contrôler la production de la protéine thérapeutique. Si le patient n’a besoin que d’une petite quantité de protéine thérapeutique, il ne prendra alors qu’une petite dose de tétracycline, ce qui n’activera que peu le gène thérapeutique. Mais si une plus grande quantité était nécessaire, la production augmenterait. Pour arrêter la production de la protéine thérapeutique, le patient arrête de prendre de la tétracycline. En l’absence de tétracycline, l’interrupteur reviendra à sa position d’arrêt par défaut. Certaines maladies peuvent bénéficier de la présence de faibles niveaux constants de protéines thérapeutiques. Dans ce cas, la technologie a la flexibilité de pré-ajuster le niveau par défaut à des niveaux d’expression de protéines spécifiques tout en conservant la possibilité d’augmenter l’expression avec de la tétracycline.

«Cette stratégie nous permet d’être plus précis dans le contrôle de l’expression génique d’une protéine thérapeutique. Cela nous permet d’ajuster sa production en fonction des stades de la maladie ou de l’adapter aux besoins spécifiques des patients, le tout en utilisant la dose de tétracycline approuvée par la FDA », souligne Yen.

De plus, ajoute-t-il, une telle approche n’est pas spécifique à une maladie ; En théorie, souligne-t-il, “Il peut être utilisé pour réguler l’expression de n’importe quelle protéine et a potentiellement de nombreuses applications thérapeutiques. De plus, ce système est plus compact et plus facile à mettre en œuvre que les technologies existantes. Par conséquent, il peut également être très utile en laboratoire d’activer ou de désactiver un gène d’intérêt pour étudier sa fonction.