Les scientifiques du San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (SR-Tiget), Milan, ont constaté que l'édition génétique utilisant CRISPR-CAS9 en combinaison avec des vecteurs AAV6 peut déclencher des réponses inflammatoires et de type sénescence dans les cellules souches sanguines, compromettant leur capacité à long terme à régénérer le système sanguin. L'étude, publiée dans Cell rapporte la médecinedécrit de nouvelles stratégies pour surmonter cet obstacle, améliorant à la fois l'innocuité et l'efficacité des thérapies basées sur l'édition génétique pour les troubles du sang héréditaires.
La recherche a été dirigée par le Dr Raffaella di Micco, chef de groupe chez SR-Tiget, la fondation de la New York Stem Cell Foundation Robertson Investigator et professeur agrégé à l'École des études avancées (IUSS) de Pavia, en collaboration avec le professeur Luigi Naldini, directeur de SR-Tiget et plusieurs partenaires de recherche européens.
Démasquer la sénescence comme un défi caché dans l'édition de gènes.
L'édition des gènes basée sur la réparation dirigée par l'homologie (HDR) dans les cellules hématopoïétiques de la tige et des progéniteurs (HSPC) est très prometteuse pour le traitement des maladies sanguines génétiques. Malgré des progrès importants dans l'édition de gènes basée sur le HDR, la traduction de ces approches en thérapies cliniques sûres et efficaces pour les patients reste un défi majeur. Bien que la technologie montre un fort potentiel en laboratoire, la réalisation des résultats fiables et durables dans les cellules souches hématopoïétiques humaines – sans compromettre leur fonction – s'est en effet avérée difficile. L'équipe de Di Micco de SR-Tiget a découvert que l'édition CRISPR-CAS9, en particulier lors de l'utilisation de vecteurs AAV6 pour livrer le modèle de réparation, active une forte réponse des dommages à l'ADN (DDR) et des signaux inflammatoires entraînés par P53 et IL-1 / NF-κB voies.
Nous avons constaté qu'une fraction des cellules souches hématopoïétiques éditées aux gènes montre des signes de vieillissement prématuré. Cela réduit leur capacité à régénérer les cellules sanguines après la transplantation, ce qui peut limiter le succès à long terme et le bénéfice thérapeutique de la thérapie génique. «
Dr Raffaella di Micco, chef de groupe chez SR-Tiget
Nous avons été surpris par la persistance des caractéristiques de type sénescence même des mois après la transplantation « , explique le Dr Anastasia Conti, premier auteur de l'étude et chef de projet dans le laboratoire du Dr Di Micco. » Nos résultats suggèrent que les cellules souches conservent une « mémoire '' du processus de génie génétique. Ces effets indésirables ne sont pas seulement des réponses du stress transitoires – ils peuvent entraîner des déficiences durables de la fonction des cellules souches.
Atténuer la sénescence pour les performances supérieures des cellules génétiquement conçues:
Pour contrer cet effet négatif, les chercheurs ont testé deux stratégies complémentaires: l'inhibition transitoire de la p53 et l'utilisation d'agents anti-inflammatoires, en particulier l'anakinra – un antagoniste des récepteurs IL-1 cliniquement approuvé.
« Les deux approches ont considérablement réduit les marqueurs de sénescence dans les HSPC édités et ont amélioré leur capacité à régénérer un système sanguin sain et diversifié dans des modèles précliniques. Surtout, l'anakinra a également réduit les événements génotoxiques potentiels, tels que de grandes suppressions et des translocations, suggérant un profil plus sûr par rapport à l'inhibition p53 seul », explique le Dr Conti.
« Notre étude montre que la modulation de la réponse inflammatoire et liée à la sénescence pendant l'édition des gènes peut préserver l'aptitude des cellules souches hématopoïétiques éditées et permettre une reconstitution hématopoïétique plus stable et polyclonale. Cela pourrait être particulièrement précieux pour les maladies nécessitant une correction à long terme et une greffe de cellules souches, telles que les immunodéficiences ou les syndromes de défaillance de la moelle osseuse « conclut le Dr Di Micco.
Cette recherche révolutionnaire a été menée dans le DI Micco Lab avec le soutien du European Research Council (ERC), du European Innovation Council (X-Pand) et de la New York Stem Cell Foundation. Avec une histoire de longue date de technologies de thérapie génique pionnière, Sr-Tiget continue de mener des efforts internationaux pour optimiser les traitements basés sur CRISPR pour une traduction clinique sûre.
