Les scientifiques de l'Arc Institute, des Gladstone Institute et de l'Université de Californie à San Francisco ont développé une plateforme d'édition épigénétique qui permet la modification en toute sécurité de plusieurs gènes dans les cellules T humaines primaires, abordant ainsi un défi clé en matière de fabrication et d'évolutivité dans les thérapies cellulaires de nouvelle génération. La recherche, publiée le 21 octobre 2025 dans Biotechnologie naturelledémontre comment CRISPRoff et CRISPRon peuvent reprogrammer les cellules T d'un patient à des fins thérapeutiques sans la toxicité cellulaire et les dommages à l'ADN associés aux approches traditionnelles d'édition génétique.
Un nombre croissant de thérapies par cellules T, y compris les interventions CAR-T, sont des traitements personnalisés qui modifient génétiquement les cellules T d'un patient pour cibler et détruire les cellules cancéreuses. Ces approches ont donné de bons résultats contre les cancers du sang, mais échouent souvent lorsqu’elles sont appliquées à des tumeurs solides, qui créent des environnements hostiles qui surstimulent puis épuisent les cellules T. Cependant, utiliser CRISPR pour concevoir des cellules T « blindées » plus complexes qui ont l’énergie nécessaire pour fonctionner dans des tumeurs solides s’est avéré difficile en raison de la toxicité et de la mort cellulaire provoquée par la modification simultanée de plusieurs gènes.
CRISPRoff et CRISPRon évitent ce problème en permettant aux scientifiques de faire taire ou d'activer de manière programmable des gènes via des modifications épigénétiques – des étiquettes chimiques stables qui contrôlent l'expression des gènes sans couper l'ADN ni modifier la séquence du génome. CRISPRoff fait taire les gènes qui limitent normalement la fonction des lymphocytes T en déposant des marques de méthylation sur les promoteurs cibles, tandis que CRISPRon active les gènes bénéfiques en supprimant ces marques. Contrairement aux approches CRISPR traditionnelles qui nécessitent de couper l’hélice de l’ADN, ce qui peut endommager ou tuer les cellules T, ces éditeurs épigénétiques peuvent modifier jusqu’à cinq gènes simultanément tout en maintenant des taux de survie cellulaire élevés.
« Les cellules T mémorisent essentiellement nos instructions de programmation », explique Luke Gilbert (X : @LukeGilbertSF), chercheur principal à l'Arc Institute et professeur agrégé à l'UCSF. « Nous livrons les éditeurs épigénétiques pendant seulement quelques jours, mais les effets de silençage génétique restent stables malgré des dizaines de divisions cellulaires et de multiples cycles d'activation immunitaire. »
Pour démontrer le potentiel de la plateforme, les chercheurs ont créé des cellules CAR-T améliorées en insérant des récepteurs ciblant le cancer à l'aide de CRISPR et en utilisant simultanément CRISPRoff pour faire taire RASA2, un gène qui agit comme un frein moléculaire à l'activation des cellules T. Les cellules issues de la double ingénierie ont maintenu leur capacité à tuer le cancer grâce à des tests répétés en laboratoire, tandis que les cellules CAR-T sans l'inactivation RASA2 se sont épuisées. Dans les modèles murins de leucémie, les cellules CAR-T améliorées ont permis un contrôle significativement meilleur de la tumeur et une survie améliorée par rapport aux approches CAR-T standard.
Ici, nous utilisons le génie génétique pour programmer les cellules T afin qu’elles recherchent des cellules cancéreuses et utilisons le génie épigénétique pour programmer la force de leur fonction anticancéreuse. Réunir la puissance combinée du génie génétique et épigénétique offre désormais de grands espoirs de développer des programmes distincts pour traiter un large éventail de maladies différentes.
Alex Marson, directeur de l'Institut Gladstone-UCSF d'immunologie génomique et co-auteur principal de l'étude
« Au lieu de simplement ajouter des capacités de ciblage, nous pouvons reprogrammer systématiquement le fonctionnement de ces cellules de manière évolutive pour créer des produits thérapeutiques plus efficaces », explique le premier auteur Laine Goudy (X : @LaineGoudy), doctorant dans les laboratoires Marson et Gilbert. « Les données contenues dans cet article pourraient permettre de passer directement aux essais cliniques pour certaines applications. »
Au-delà des applications contre le cancer, cette approche ouvre de nouvelles possibilités pour le traitement des maladies auto-immunes, la médecine de transplantation et d'autres domaines dans lesquels les cellules T reprogrammées pourraient apporter des bénéfices aux patients. CRISPRoff fonctionne avec des protocoles de fabrication de cellules déjà utilisés pour produire des traitements CAR-T approuvés par la FDA, ne nécessitant que la conversion de réactifs de qualité recherche en versions de qualité clinique. L’équipe de recherche envisage les prochaines étapes pour tester la technologie chez l’homme.
« Quand nous avons commencé, nous n'étions pas sûrs que cela réussirait dans les cellules T, et il a fallu des années d'optimisation méthodique pour surmonter certains défis fondamentaux, mais c'est très gratifiant de voir que la technologie de base est extrêmement robuste », a déclaré Gilbert. « Les thérapies CAR-T sont une incroyable réussite, mais dans le contexte des tumeurs solides, nous pensons que notre approche pourrait stimuler la prochaine génération d'approches CAR-T au bénéfice des patients.
Gilbert est l'un des quatre co-auteurs principaux de l'article, avec Brian Shy, professeur adjoint au département de médecine de laboratoire de l'UCSF et directeur du programme de thérapie cellulaire expérimentale de l'UCSF, Justin Eyquem, professeur agrégé au département de microbiologie et d'immunologie de l'UCSF, et Marson, qui est également chercheur principal à Gladstone et professeur à l'UCSF. Goudy a dirigé le développement technique.
Les recherches rapportées dans cet article ont été soutenues par les National Institutes of Health, le Parker Institute for Cancer Immunotherapy, le prix Lloyd J. Old STAR du Cancer Research Institute, la Fondation Simons, la CRISPR Cures for Cancer Initiative, l'UCSF CRISPR Cures for Cancer Initiative, l'UCSF Living Therapeutics Initiative, la bourse postdoctorale Irvington du Cancer Research Institute, le Burroughs Wellcome Fund Career Award for Des scientifiques médicaux, le Lydia Preisler Shorenstein Donor Advised Fund, la Grand Multiple Myeloma Translational Initiative, le financement de la recherche Baszucki sur le lymphome et l'Arc Institute. Les chercheurs ont déposé des demandes de brevet liées à la technologie CRISPRoff.
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