Des scientifiques ont développé un nouveau système d’édition génétique révolutionnaire capable d’intégrer des gènes entiers dans l’ADN humain. Cette avancée pourrait, à terme, offrir un espoir concret aux patients souffrant de maladies génétiques complexes causées par une multitude de mutations différentes.
Jusqu’à présent, les outils d’édition génétique se limitaient souvent à corriger une ou quelques mutations spécifiques. Ce nouveau système, présenté dans une étude publiée dans Science, propose une approche alternative : au lieu de cibler les erreurs une à une, il insère directement une copie fonctionnelle complète du gène dans les cellules.
« Une même maladie génétique peut être causée par des centaines, voire des milliers de mutations différentes sur un même gène », explique Isaac Witte, doctorant à Harvard et co-auteur principal de l’étude. Il prend l’exemple de la mucoviscidose, qui peut résulter de plus de 2 000 mutations différentes. « Traiter chaque mutation individuellement est un véritable casse-tête réglementaire et technique. L’idée d’intégrer un gène entier fonctionnel simplifie grandement ce processus. »
Le cœur de la technologie : les transposases associées à CRISPR (CAST)
Cette innovation s’appuie sur un système naturel appelé CAST, découvert en 2017, qui permet aux « gènes sauteurs » de se déplacer dans le génome sans couper l’ADN. Contrairement aux systèmes CRISPR traditionnels, souvent comparés à des « ciseaux moléculaires », CAST insère de larges sections d’ADN de manière précise sans créer de cassures, ce qui évite les erreurs de réparation souvent introduites par la cellule.
Cependant, ces systèmes n’étaient pas initialement adaptés aux cellules humaines, où leur efficacité était quasi nulle. L’équipe dirigée par Samuel Sternberg, professeur à l’Université Columbia, a donc entrepris d’améliorer ce mécanisme pour qu’il fonctionne de façon optimale dans le génome humain.
Evolution accélérée pour une efficacité décuplée
Grâce à une méthode appelée PACE (Phage-Assisted Continuous Evolution), les chercheurs ont accéléré l’évolution du CAST bactérien afin de l’adapter aux cellules humaines. En quelques centaines de cycles évolutifs, ils ont fait évoluer une version baptisée evoCAST, capable d’insérer un gène entier avec une efficacité multipliée par 200.
Cette nouvelle version comprend dix mutations clés qui permettent son fonctionnement dans les cellules humaines. Malgré une efficacité encore variable selon les types cellulaires, evoCAST a montré une capacité d’insertion dans 12 à 15 % des cellules traitées — un taux déjà très prometteur pour envisager un futur traitement.
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Crédits : TanyaJoy/iStockDes applications médicales prometteuses
L’équipe a testé evoCAST sur des gènes liés à des maladies graves telles que l’anémie de Fanconi, le syndrome de Rett ou la phénylcétonurie, avec des résultats encourageants. Ils ont aussi exploré son utilisation pour modifier des cellules immunitaires dans le cadre de thérapies CAR-T contre le cancer, où l’outil s’est révélé également efficace.
L’enjeu majeur pour la suite est de trouver les meilleures méthodes pour délivrer evoCAST directement dans les cellules des patients, un défi technologique important mais surmontable.
Un avenir prometteur… mais sous conditions
Le travail ne fait que commencer, d’autant que le financement de ce type de recherche est actuellement sous pression, notamment aux États-Unis où les coupes budgétaires dans les institutions comme les NIH compliquent la poursuite des projets. « C’est un défi que nous prenons très au sérieux », précise Isaac Witte.
Néanmoins, la portée de cette avancée est immense : en rendant possible l’insertion ciblée de gènes entiers dans l’ADN humain, evoCAST ouvre la voie à des traitements plus simples, plus rapides et potentiellement plus sûrs pour un large éventail de maladies génétiques.
