Des scientifiques ont découvert un interrupteur pour l’outil révolutionnaire d’édition de gènes CRISPR

Beaucoup de choses ont été écrites sur les patients atteints de cancer. CRISPR au cours de l’année écoulée. Ce puissant outil d’édition de gènes peut rapidement et facilement “couper et coller” des gènes, ce qui signifie que les scientifiques pourraient être en mesure de l’utiliser pour éliminer les maladies des cellules humaines, et même prévenir les troubles génétiques en premier lieu. En novembre, CRISPR a été testé pour la première fois sur un poumon humain

Mais malgré son potentiel, il s’agit encore d’une technologie très récente qui, comme toute nouvelle technique, est susceptible de provoquer des effets secondaires que nous ne pouvons pas encore prévoir – ce qui pourrait être très grave si nous commencions à l’utiliser régulièrement chez l’homme. La bonne nouvelle, c’est que les scientifiques pensent avoir trouvé un “interrupteur” qui arrête CRISPR dans son élan.

“Les chercheurs et le public s’inquiètent à juste titre du fait que CRISPR soit si puissant qu’il puisse être utilisé à des fins dangereuses”, a déclaré le microbiologiste Joseph Bondy-Denomy de l’université de Californie à San Francisco, dont le laboratoire a effectué les recherches.

“Ces inhibiteurs fournissent un mécanisme permettant de bloquer les applications néfastes ou hors de contrôle de CRISPR, ce qui rend plus sûre l’exploration de toutes les façons dont cette technologie peut être utilisée pour aider les gens.”

Le problème avec CRISPR est que les changements sont extrêmement difficiles à contenir une fois introduits – les changements génétiques ne sont pas quelque chose que vous pouvez facilement revenir en arrière et corriger plus tard.

Ce nouvel “interrupteur” n’est pas capable d’annuler les modifications déjà effectuées, mais il pourrait rapidement empêcher le système de procéder à d’autres modifications.

CRISPR, ou le système CRISPR/Cas 9, comme on l’appelle officiellement, fonctionne comme une paire de ciseaux moléculaires. Il a été découvert à l’intérieur des bactéries, où il est utilisé comme une arme génétique pour empêcher les bactéries d’être infectées par des virus (oui, même les microbes sont infectés).

En gros, chaque fois qu’une bactérie est infectée par un virus, elle sauvegarde une petite partie de l’ADN de ce virus dans une archive génétique appelée CRISPR, afin de le reconnaître la prochaine fois.

Si elle est à nouveau infectée, cet ADN viral est codé dans une arme secrète appelée Cas 9 – une enzyme qui chasse tout ADN correspondant à celui de l’archive, puis le coupe de manière experte dans la bactérie, désactivant ainsi le virus.

Mais en 2012, les chercheurs ont réalisé que le système pouvait être programmé pour couper ce qu’ils voulaient. Vous ajoutez donc le gène que vous voulez couper à CRISPR, et Cas 9 le coupera.

Le problème est que cet outil n’en est encore qu’à ses débuts. Bien qu’il soit beaucoup plus facile à utiliser et plus précis que toutes les techniques d’édition génétique que les scientifiques ont utilisées auparavant, nous apprenons encore à le maîtriser. Les scientifiques chinois qui ont été les premiers à utiliser CRISPR sur des embryons humains non viables en 2015 ont admis que l’outil avait encore des “obstacles importants” à surmonter avant que son utilisation clinique ne devienne une réalité.

La crainte est que Cas 9 modifie accidentellement les mauvais gènes ou que ses modifications aient des effets secondaires imprévus. Pire encore, entre de mauvaises mains, l’outil pourrait être utilisé à des fins controversées et contraires à l’éthique, par exemple pour modifier de manière non réglementée la lignée germinale humaine (autrement dit, pour créer des “humains sur mesure”).

Mais le nouvel “interrupteur” pourrait offrir une solution permettant de stopper net les modifications provoquées par CRISPR. En outre, cet interrupteur pourrait également rendre la technique plus précise.

L’interrupteur est une série de protéines “anti-CRISPR” qui ont été découvertes à l’intérieur de virus qui attaquent les bactéries, où elles sont utilisées pour désactiver l’outil d’édition de gènes et se faufiler dans l’ADN bactérien.

“Tout comme la technologie CRISPR a été développée à partir des systèmes de défense antiviraux naturels des bactéries, nous pouvons également tirer parti des protéines anti-CRISPR que les virus ont sculptées pour contourner ces défenses bactériennes”, a déclaré le chercheur principal Benjamin Rauch.

L’équipe a isolé ces protéines anti-CRISPR à partir de bactéries Listeria qui avaient été infectées par des virus.

Les chercheurs ont réalisé que si le Cas 9 de la bactérie fonctionnait correctement, elle aurait commencé à attaquer son propre ADN, étant donné qu’elle avait été infectée par un virus connu. Comme cela ne se produisait pas, quelque chose devait désactiver Cas 9.

L’équipe a isolé les protéines qui semblaient être impliquées et a testé si l’une d’entre elles pouvait empêcher l’édition CRISPR d’avoir lieu dans les cellules humaines.

Ils ont découvert que deux de ces protéines, AcrIIA2 et AcrIIA4, travaillaient ensemble pour inhiber les systèmes CRISPR couramment utilisés par les scientifiques. Ils n’ont pas pu annuler les modifications génétiques déjà effectuées, mais ils ont pu stopper toute modification en arrêtant Cas 9 et en l’empêchant de couper le génome.

Ces résultats indiquent que les protéines permettraient de désactiver l’édition de gènes, même en dehors du laboratoire, et de mettre fin à toute activité non régulée.

L’équipe cherche maintenant non seulement à développer davantage cet “interrupteur”, mais aussi à voir comment elle pourrait utiliser ces protéines pour rendre l’édition CRISPR plus précise et plus sophistiquée.

“La prochaine étape consiste à montrer dans des cellules humaines que l’utilisation de ces inhibiteurs peut réellement améliorer la précision de l’édition de gènes en réduisant les effets hors cible”, a déclaré Rauch.

“Nous voulons également comprendre exactement comment les protéines inhibitrices bloquent les capacités de ciblage génétique de Cas9, et poursuivre la recherche d’inhibiteurs CRISPR plus nombreux et plus efficaces dans d’autres bactéries.”

Nous sommes impatients de voir comment cet outil va se développer.

La recherche a été publiée dans Cell.