Une nouvelle stratégie de remplacement est prometteuse pour le traitement de diverses maladies génétiques

Les déficits immunitaires combinés sévères (SCID) sont un groupe de troubles d’immunodéficience primaire débilitants, principalement causés par des mutations génétiques qui perturbent le développement des lymphocytes T. Le SCID peut également affecter la fonction et le nombre de cellules B et de cellules tueuses naturelles. Non traité, le SCID s’avère mortel au cours de la première année de vie. Le traitement conventionnel des patients SCID implique une greffe allogénique de cellules souches hématopoïétiques (HSCT), mais les défis liés à la recherche de donneurs compatibles et les complications potentielles telles que la maladie du greffon contre l’hôte (GVHD) posent des obstacles importants dans cette approche.

Une solution révolutionnaire a vu le jour avec l’avènement de l’édition du génome (GE), notamment grâce à la technologie CRISPR-Cas9. Cette recherche de pointe en thérapie génique offre de l’espoir pour de nombreuses maladies génétiques telles que le SCID. Le système CRISPR-Cas9 crée des cassures double brin spécifiques à un site dans l’ADN, permettant une édition précise des gènes. Le processus de réparation peut soit perturber un gène spécifique, soit le corriger, ciblant potentiellement presque tous les gènes du génome. Ce développement ouvre la porte à des interventions thérapeutiques pour un large éventail de maladies génomiques.

Une approche prometteuse d’édition du génome, la GE médiée par la réparation dirigée par homologie CRISPR-Cas9 (HDR), offre le potentiel d’une insertion précise de gènes. Dans certains sous-types de SCID, une alternative à la HSCT peut impliquer l’insertion conventionnelle de gènes médiée par CRISPR-Cas9 HDR, mais elle comporte des risques inhérents, en particulier dans des cas comme HOMME 2-SCID. HOMME 2 est une nucléase impliquée dans le clivage de l’ADN au cours du développement des lymphocytes, et l’insertion du gène médiée par CRISPR-Cas9 HDR peut conduire à un phénomène incontrôlé. HOMME 2 activité nucléasique et variations structurelles nocives.

En réponse, des chercheurs de l’Université Bar-Ilan en Israël proposent une nouvelle stratégie de remplacement, appelée GE x HDR 2.0 : Find and Replace. Cette approche, décrite dans un article publié aujourd’hui dans Nature Communications, combine l’édition du génome médiée par CRISPR-Cas9 avec des vecteurs donneurs d’ADN recombinant adéno-associé du sérotype 6 (rAAV6) pour remplacer précisément le HOMME 2 séquence codante tout en préservant les éléments régulateurs. Cette stratégie peut également être appliquée à d’autres gènes présentant des régions de points chauds pour les mutations pathogènes.

Notre innovation repose sur une idée cruciale : pour déclencher efficacement le GE médié par CRISPR-Cas9 HDR pour un remplacement précis de la séquence codante, il est essentiel de séparer le bras d’homologie distal du site de clivage et de l’aligner avec la séquence immédiatement en aval du segment à remplacer. Dans ce processus, l’allongement de la longueur du bras d’homologie distale chez le donneur est d’une importance primordiale. En préservant les éléments régulateurs endogènes et les séquences introniques, notre approche reproduit fidèlement les niveaux naturels d’expression des gènes, réduisant ainsi les risques associés à une expression génique non régulée. Cette technique révolutionnaire, qui consiste à remplacer des séquences codantes entières ou des exons tout en conservant les éléments régulateurs critiques, apporte de l’espoir aux patients atteints de HOMME 2-SCID et est prometteur pour le traitement de divers autres troubles génétiques.

Dr Ayal Hendel, de la Faculté Goodman des sciences de la vie de l’Université Bar-Ilan