Les scientifiques d’UT Southwestern ont utilisé avec succès un nouveau type de thérapie génique pour traiter les souris atteintes de la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), en utilisant uniquement des outils basés sur CRISPR-Cas9 pour restaurer une grande partie de la protéine de dystrophine qui manque chez de nombreux patients DMD.
L’approche, décrite en ligne aujourd’hui dans la revue Progrès scientifiques, pourrait conduire à un traitement de la DMD et informer le traitement d’autres maladies héréditaires.
Des milliers de mutations différentes provoquant Les Duchenne ont été identifiés, mais ils ont tendance à se regrouper dans certaines parties du gène de la dystrophine. «
Eric Olson, Ph.D., professeur et président fondateur, biologie moléculaire, UT Southwestern
Olson est également le leader stuyd.
Certaines de ces mutations provoquent Cellules musculaires à produire court, version moins fonctionnelles du dystrophine protéine. « La puissance de notre méthode est que vous n’avez pas besoin d’une nouvelle stratégie d’édition de gène pour chaque patient avec une nouvelle mutation; vous pouvez corriger plusieurs mutations différentes avec un consolidé approcher. »
Olson et ses collègues ont profité du fait que l’énorme gène de la dystrophine est composé de nombreux segments différents, appelés exons, dont certains sont inutiles. Chez environ 8% des garçons atteints de DMD, près de la moitié de la protéine de dystrophine est manquante en raison de mutations dans l’exon 51 qui entraînent l’arrêt de la production de protéines par le corps.
Les chercheurs ont développé plusieurs stratégies réussies d’édition de gènes de nucléotides CRISPR-Cas9 pour ignorer le signal errant «d’arrêt», rétablissant la production de 97 pour cent de la protéine. Certaines stratégies fonctionnaient en supprimant les exons voisins, tandis que d’autres utilisaient de minuscules ajouts ou soustractions génétiques pour remettre la production de protéines sur les rails.
Lorsque les chercheurs ont utilisé la nouvelle approche chez des souris présentant des mutations de la dystrophine, des copies fonctionnelles de la dystrophine sont revenues dans plus de la moitié de toutes les fibres musculaires des jambes en trois semaines. De plus, le groupe a montré qu’il pouvait utiliser des cellules isolées de souris ou d’humains atteints de DMD pour tester si l’approche serait réussie pour un patient particulier avant le traitement.
Les cellules isolées sont amenées à se développer en cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS) puis en cellules cardiaques. Dans un plat, les chercheurs peuvent observer si le programme d’édition de gènes aide les cellules cardiaques à mieux fonctionner.
«À l’aide de cardiomyocytes dérivés de cellules iPS provenant de patients atteints de DMD, nous avons rapidement testé nos approches d’édition des gènes nucléotidiques, démontrant la récupération de la protéine dystrophine», déclare Francesco Chemello, Ph.D., chercheur postdoctoral au laboratoire Olson et premier auteur du papier.
La DMD touche environ un homme sur cinq mille à la naissance et conduit à une aggravation progressive de la faiblesse musculaire dans la petite enfance. La maladie est causée par l’une des plus de 7 000 mutations différentes dans le gène de la dystrophine – une protéine qui agit normalement comme un échafaudage pour soutenir les fibres musculaires. Sans une dystrophine pleinement fonctionnelle, les muscles squelettiques et cardiaques des personnes atteintes de DMD dégénèrent avec le temps, entraînant éventuellement la mort.
La thérapie génique rapportée dans l’étude n’est pas encore prête pour les humains atteints de DMD. Des études d’innocuité supplémentaires chez les animaux sont d’abord nécessaires, ainsi que des travaux supplémentaires pour optimiser le virus qui transporte la machinerie d’édition des gènes vers les cellules musculaires et cardiaques. Mais en montrant que plusieurs stratégies CRISPR-Cas9 peuvent corriger une mutation, les chercheurs ont élargi la boîte à outils d’options potentielles de thérapie génique pour la DMD.
« Chaque cellule du corps humain a 3 milliards de lettres de séquence d’ADN dans son génome, et cette méthode permet de corriger de grandes suppressions dans le DMD », dit Olson.« Ce niveau de spécificité et d’efficacité est remarquable. »
La source:
Centre médical UT Southwestern
