Dans une première mondiale, les scientifiques ont utilisé l'édition de base avancée pour réparer une mutation de gène mortelle chez un nouveau-né, marquant un saut majeur en avant dans le traitement des maladies métaboliques héréditaires rares.
Étude: Édition de gènes personnalisée pour traiter une erreur innée du métabolisme. Crédit d'image: Shutterstock AI Générateur / Shutterstock.com
Dans un récent Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre Rapport, les chercheurs décrivent une technologie d'édition de gènes révolutionnaire qui a été utilisée pour traiter un nourrisson avec une carence en carbamoyl-phosphate synthétase 1 (CPS1).
Qu'est-ce que la carence CPS1?
Le CPS1 Le gène code pour CPS1, une enzyme mitochondriale qui facilite la réaction entre l'ammoniac et le bicarbonate pour produire du phosphate de carbamoyle. La perte de CPS1 empêche cette étape de détoxification cruciale du cycle de l'urée de se produire, conduisant par la suite à l'accumulation rapide d'ammoniac dans la circulation sanguine.
En raison des effets neurotoxiques de l'ammoniac, la carence en CPS1 peut entraîner des déficits neurologiques à long terme tels que les retards de développement et les déficiences intellectuelles, ainsi qu'un risque accru d'encéphalopathie hyperammonémique, de léthargie, de convulsions, de coma et de mort.
La carence en CPS1 est une erreur innée autosomique récessive du métabolisme, un type de trouble génétique provoqué par une mutation génétique qui conduit à une voie métabolique dysfonctionnelle. Les estimations actuelles indiquent qu'entre un sur 800 000 sur tous les nouveau-nés sur 1,3 million sur chaque 1,3 million sera diagnostiqué avec une carence en CPS1 entre 24 et 28 heures après la naissance.
Plus de 300 mutations ont été identifiées sur le gène CPS1, dont les plus courantes sont des mutations faux-sens qui conduisent à un seul changement d'acide aminé dans cette protéine. Des mutations absurdes ont également été fréquemment rapportées dans la carence en CPS1, ce qui conduit à la génération d'un codon d'arrêt prématuré et, par conséquent, à une perte complète de fonction pour cette protéine.
L'hyperammonémie peut être observée dans les 24 à 48 heures après la naissance, avec des traitements actuels, notamment la dialyse, la thérapie de trésor à ammoniac, la restriction des protéines et la transplantation hépatique.
Qu'est-ce que l'édition de base?
L'application clinique de la thérapie génique conventionnelle pour corriger la carence en CPS1 est associée à de nombreux défis. Alternativement, l'édition de base est devenue une solution idéale pour corriger la mutation génétique qui conduit à une carence en CPS1.
Dans la présente étude, les chercheurs ont développé une stratégie d'édition de base dans laquelle une molécule de guide de l'acide ribonucléique (ARNN) apporte l'enzyme de la protéine 9 (Cas9) associée à la protéine 9 (Cas9) associée à la protéine 9 (Cas9) associée à l'enzyme paliant (CAS9) associée à l'enzyme mutante. CPS1 nucléotide. GRNA et Cas9 fonctionnent tous deux comme un éditeur de base d'adénine (ABE) pour convertir la paire de bases d'adénine (A) -thymine (T) sur le brin non codant en basse de guanine (g) – cytosine (c) pour corriger la mutation d'origine sur le brin codant du T pathologique à G.
Le succès de l'édition de base repose sur le motif adjacent du protospacer (PAM), un motif à trois bases qui doit être présent pour la liaison de Cas9 Nickase (CAS9N). Après liaison, le nucléotide A dans le PAM est désaminé, qui permet par la suite la paire de bases AT d'être convertie en la bonne paire de bases GC.
L'édition de base offre de nombreux avantages par rapport à l'édition CRISPR-CAS9, ce qui crée une rupture à double brin d'ADN (DSB) qui est suivie par des voies de réparation de réparation de réparation dirigée par l'homologue (HDR) non homologues (NHEJ). Par exemple, bien que efficace pour éliminer ou insérer de nouveaux gènes, l'édition CRISPR-CAS9 repose sur les capacités de réparation inhérente de l'ADN de la cellule. Plutôt que de couper l'ADN, l'édition de base utilise une enzyme pour convertir chimiquement une base de nucléotides en un seul en une autre, augmentant ainsi la sécurité et la précision de cette approche.
Résultats et orientations futures
L'évaluation préclinique de cette nouvelle stratégie d'édition de base impliquait les deux in vitro et in vivo Des études, qui ont conduit à l'identification d'une seule combinaison de l'éditeur de base d'adénine (ABE) et de l'ARNt spécifique au patient qui présentait la plus grande efficacité et précision. Ces études ont démontré que l'ABE a changé avec succès le mutant A en une inosine qui ressemble à G sur le brin non codant, ce qui a finalement conduit à la production d'un CPS1 pleine longueur.
Le suivi à long terme de ce patient sera crucial pour surveiller les effets hors cible ou les réponses immunitaires et assurer la durabilité de son effet thérapeutique. Des études supplémentaires sont également nécessaires pour examiner l'efficacité d'édition dans les échantillons de biopsie hépatique après le traitement.
Pour les patients présentant une carence en CPS1 et des troubles ultra -arers similaires, les résultats offrent de l'espoir et nécessitent pourtant la validation par le traitement du deuxième patient, le troisième et au-delà. »
