Nouveaux outils d'édition du génome : Prime Editing et SeekRNA

Prime Editing et SeekRNA annoncent une nouvelle ère dans l'édition du génome, surpassant potentiellement la technologie CRISPR-Cas9 largement utilisée en termes de précision et de flexibilité. Ces outils avancés offrent des effets hors cible réduits et des effets secondaires minimes par rapport aux méthodes reposant sur les cassures double brin, permettant des insertions ou des délétions de séquences d'ADN hautement spécifiques.

Prime Editing, développé par l'équipe de David Liu au Broad Institute, utilise une enzyme Cas9 modifiée conçue pour couper uniquement un seul brin d'ADN (une « nickase »). Il fonctionne en conjonction avec un ARN guide de Prime Editing (pegRNA), qui guide l'éditeur vers le site cible et contient un modèle d'ARN pour l'édition souhaitée. Une enzyme transcriptase inverse, fusionnée à la nickase, synthétise ensuite le nouveau brin d'ADN directement à partir du modèle d'ARN et l'incorpore au site entaillé. Ce mécanisme de « recherche et remplacement » réduit considérablement le risque de mutations indésirables souvent associées aux cassures double brin (CDB), offrant une plus grande précision dans le ciblage de séquences génétiques spécifiques par rapport à CRISPR-Cas9 conventionnel, qui crée généralement des CDB réparées par des voies cellulaires potentiellement sujettes aux erreurs.

• Polyvalence : Prime Editing a le potentiel théorique de corriger environ 89 % des variants génétiques humains pathogènes connus, grâce à sa capacité à effectuer divers types d'éditions comme les mutations ponctuelles et les petites insertions/délétions.
• Tests réussis : La technologie a été démontrée avec succès dans des cellules humaines et de souris, corrigeant des mutations responsables de maladies telles que l'anémie falciforme et la maladie de Tay-Sachs dans des modèles cellulaires.

SeekRNA, développé par des chercheurs, notamment ceux de l'Université de Sydney, utilise un brin d'ARN programmable pour guider un type différent de machine moléculaire pour l'insertion de séquences génétiques. Il emploie souvent une protéine compacte (comme IscB, un ancêtre de Cas9) fusionnée à une transcriptase inverse. Guidé par l'ARN, ce complexe identifie le site d'ADN cible et synthétise et intègre directement une nouvelle séquence d'ADN à partir d'une molécule d'ARN, souvent en utilisant un mécanisme de type transposase. Cette approche vise à simplifier le processus d'édition et à réduire potentiellement les erreurs par rapport à CRISPR, car il peut fonctionner comme une unité relativement autonome pour l'insertion d'ADN ciblée sans induire de CDB.

• Délivrance efficace : Les systèmes SeekRNA peuvent être relativement compacts (par exemple, en utilisant la plus petite protéine IscB par rapport à Cas9 et un ARN guide/modèle), facilitant potentiellement leur délivrance dans les cellules à l'aide de vecteurs biologiques nanométriques comme les vésicules ou les nanoparticules lipidiques.
• Résultats prometteurs : La technologie a montré une insertion d'ADN ciblée réussie dans des bactéries, et des recherches sont en cours pour l'appliquer dans des cellules eucaryotes plus complexes, y compris les cellules humaines.

Bien que CRISPR-Cas9 ait révolutionné l'ingénierie génétique, il présente des limitations, principalement le risque de mutations hors cible et d'insertions ou de délétions involontaires (indels) au site cible résultant de la réparation des cassures double brin. Prime Editing et SeekRNA visent à contourner ces problèmes. Prime Editing minimise les risques en n'entaillant qu'un seul brin d'ADN. SeekRNA utilise un mécanisme distinct impliquant la transcription inverse et l'intégration guidées par l'ARN, évitant également la nécessité de CDB pour les insertions ciblées. Cette absence de CDB est cruciale, car la réparation des CDB, en particulier par la voie de jonction d'extrémités non homologues (NHEJ), peut introduire des mutations imprévisibles et potentiellement nocives ou des altérations chromosomiques plus importantes.

Ces avancées en termes de précision, de flexibilité et de sécurité positionnent Prime Editing et SeekRNA comme des alternatives ou des compléments très prometteurs à CRISPR-Cas9. Ils offrent un potentiel pour un large éventail d'applications en médecine (développement de thérapies pour les troubles génétiques), en agriculture (amélioration des cultures) et en recherche biotechnologique. Bien que de nombreuses applications, en particulier thérapeutiques, soient à des stades de développement plus précoces que certaines thérapies basées sur CRISPR déjà en essais cliniques, ces nouveaux outils ouvrent des perspectives passionnantes pour traiter les maladies génétiques et faire progresser la recherche dans divers domaines en permettant des modifications génétiques plus efficaces et fiables avec potentiellement moins de conséquences imprévues.