En quelques manipulations, les scientifiques peuvent couper et coller de l’ADN à l’intérieur de cellules vivantes, grâce à une nouvelle technique prometteuse qui pourrait permettre de tester de nouveaux médicaments ou de guérir des maladies génétiques.
Selon une étude publiée jeudi dans la revue Developmental Cell, les chercheurs viennent de découvrir un moyen de rendre le processus beaucoup plus facile et moins cher.
Pour moins de 100 dollars, le nouveau procédé permet aux scientifiques de fabriquer certains des matériaux clés nécessaires pour modifier le génome entier d’un organisme, c’est-à-dire l’ensemble de son ADN, ont indiqué les chercheurs.
Cette avancée est basée sur une technique qui permet aux scientifiques de se concentrer sur un gène spécifique et sur CRISPR-Cas9. Jennifer Doudna, de l’université de Berkeley, et ses collègues ont été les premiers à découvrir ce processus naturel que les bactéries utilisent pour se protéger contre les virus qui les envahissent. couper et coller des morceaux d’ADN pour en modifier la fonction, ce que l’on appelle le processus CRISPR-Cas9
Mais cette technique est bien plus puissante que cela : elle permet aux scientifiques de réécrire des parties spécifiques du code génétique d’un organisme, y compris celui des humains.
Modifier nos gènes
Voici comment cela fonctionne : Lorsqu’une bactérie rencontre l’ADN d’un virus, elle fabrique un brin d’ARN, un cousin moléculaire de l’ADN, qui correspond à la séquence de l’ADN viral, appelé ARN guide. L’ARN guide s’accroche à une protéine (la partie Cas9 du nom CRISPR-Cas9), et ensemble ils recherchent le virus correspondant. Lorsqu’ils trouvent une correspondance, la protéine, qui agit comme une paire de ciseaux, découpe l’ADN viral et le détruit.
Le même processus peut être utilisé pour couper et coller l’ADN dans pratiquement tout type de cellule vivante. Par exemple, au lieu d’utiliser les ciseaux à protéines pour découper un virus, on peut les utiliser pour découper l’ADN d’une cellule humaine et le remplacer par un ADN choisi par le scientifique.
De cette manière, il serait possible de remplacer une version défectueuse d’un gène par une version saine.
L’être humain possède environ 20 000 à 25 000 gènes, qui codent pour des protéines qui remplissent des fonctions vitales dans nos cellules. Mais notre schéma génétique comporte beaucoup d’autres ADN dont l’utilité est moins évidente. Le successeur du projet du génome humain, l’Encyclopédie des éléments d’ADN (ENCODE), a identifié ce que font 80 % de notre ensemble complet d’ADN, mais le reste reste reste un mystère.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont mis au point une méthode qui facilite la création de molécules guides qui se concentrent sur l’ADN que l’on souhaite modifier. Les chercheurs ont hilaremment baptisé ce processus “CRISPR-EATING”, qui signifie “Tout ce qui est disponible est transformé en nouveaux guides”.
Pour démontrer la technique, les chercheurs ont converti près de 90 % de l’ADN de la bactérie E. coli (la variété inoffensive, pas celle qui peut vous rendre malade) en 40 000 molécules guides différentes. Chacune de ces molécules peut être utilisée pour cibler n’importe quel morceau d’ADN qu’un chercheur pourrait vouloir modifier.
Par exemple, si un scientifique veut savoir ce que fait un gène particulier, il lui suffit de le couper et de voir ce qui se passe. Des milliers de ces guides peuvent être injectés dans différentes cellules en même temps, un processus connu sous le nom de criblage génétique. Ces cribles peuvent révéler quelles formes d’un gène sont présentes et si l’une d’entre elles peut entraîner une maladie.
Surveillance d’un embryon en croissance
Mais les chercheurs qui ont mis au point cette technologie ont une autre utilisation en tête. Ils prévoient de suivre les chromosomes, les paquets d’ADN étroitement enroulés qui contiennent les gènes, dans des cellules vivantes pendant que celles-ci se divisent. Ils espèrent découvrir ce qui contrôle la taille du noyau, le compartiment central d’une cellule qui contient l’ADN, et d’autres composants de la cellule à mesure qu’elle se développe en un organisme pluricellulaire.
“Cette technologie nous permettra de peindre un chromosome entier, de l’observer en direct et de le suivre réellement… au cours des transitions du développement, par exemple dans un embryon”, a déclaré dans un communiqué Rebecca Heald, co-auteur de l’étude et biologiste moléculaire et cellulaire à l’UC Berkeley.
C’est important car cela signifie que les chercheurs peuvent suivre les changements de taille et de structure des chromosomes au fur et à mesure que les cellules se divisent – et potentiellement détecter les changements qui pourraient conduire à une maladie.
Au début de l’année, des scientifiques chinois ont provoqué une controverse en annonçant qu’ils avaient utilisé la technique d’édition de gènes pour modifier le génome d’embryons humains. Les embryons ont été choisis parce qu’ils n’étaient pas en mesure de survivre, mais certains scientifiques ont mis en garde contre l’éthique et la sécurité de l’utilisation de cette technologie naissante chez l’homme.
L’une des préoccupations est le fait que la technique est encore assez imprécise et qu’elle entraîne de nombreuses mutations accidentelles dans d’autres parties du génome. Sur les 86 embryons que les chercheurs chinois ont tenté de modifier, seuls 28 d’entre eux ont été modifiés avec succès, et seule une fraction d’entre eux contenait l’ADN souhaité. Selon les chercheurs, pour que la technique soit sûre, il faudrait que la précision soit proche de 100 %.
Récemment, les scientifiques ont mis au point un moyen de réduire de 40 % les mutations indésirables, ce qui pourrait rendre la technique beaucoup plus sûre pour l’usage humain. Mais les obstacles éthiques demeurent.