Après l'ADN par CRISPR-Cas9, on sait modifier l'ARN grâce à CRISPR-Cas13

Par Camille Gaubert le 25.10.2017  (Sciences et Avenir)

Après l'ADN avec CRISPR-Cas9, c'est l'ARN que les chercheurs savent modifier de façon spécifique grâce à un outil moléculaire basé sur l'enzyme CRISPR-Cas13. C'est le sujet d'une toute nouvelle publication du MIT et du Broad Institute parue mercredi 25 octobre 2017.

On savait déjà modifier l'ADN de façon ciblée, on sait maintenant modifier son produit direct : l'ARN. Le Broad Institute et les scientifiques du MIT de l'équipe de Feng Zheng ont en effet conçu un nouveau système moléculaire pour modifier l'ARN des cellules humaines sans toucher à l'ADN. L'édition de l'ARN, qui peut modifier les produits des gènes sans changer le génome, présente un grand potentiel pour la recherche et la clinique.

2012 : modification de l’ADN par CRISPR-Cas9

L'expression des gènes se fait par une transcription de l'ADN en ARN, qui lui-même est traduit en protéines aux rôles divers. Dans le cas de maladies génétiques, ou pour tester des hypothèses de recherche, il est fondamental pour les chercheurs de pouvoir corriger le gène impliqué ou les produits de ce gène. Deux chercheuses française et américaine avaient ainsi découvert en 2012 l'enzyme d'origine bactérienne CRISPR-Cas9, capable de fixer, couper ou ajouter des gènes, à l'endroit précis de l'ADN que l'on a choisi. Très utilisée depuis dans la recherche, cette découverte avait fait l'effet d'une bombe dans le monde scientifique et valu à leurs auteures de nombreux prix.

2017 : modification de l’ARN à partir de CRISPR-Cas13

Après CRISPR-Cas9, c'est un nouvel outil nommé REPAIR basé sur l'enzyme CRISPR-Cas13 associée à une autre protéine qui secoue aujourd'hui le monde du génie génétique. En effet, REPAIR (pour " RNA Editing for Programmable A to I Replacement ") a la capacité de modifier l'ARN et non l'ADN lui-même. Plusieurs avantages à cette technique la rendent complémentaire de Cas9 :

• ÉTHIQUE. Transformer l’ARN permet de ne pas altérer l’ADN et donc ne change pas l'intégrité génétique d'un individu. Cela peut avoir son importance pour l'utilisation sur l'humain.

• FLEXIBILITÉ. L’ARN modifié finissant par se dégrader au bout d’un certain temps, les modifications sont temporaires. Ce sera utile pour traiter les maladies causées par des changements transitoires de l'état cellulaire, comme l'inflammation locale.

• PRÉCISION. La précision de REPAIR est telle qu’elle peut modifier des lettres (les nucléosides) de la séquence d’ARN visée (équivalentes des ACTG de l’ADN) et spécifiquement transformer les A en I, une inversion connue pour être à l’origine de diverses maladies génétiques humaines comme la maladie de Parkinson ou l’épilepsie focale. Là où CRISPR-Cas9 avait provoqué des mutations indésirables ("off-target") pour lesquelles des solutions avaient été proposées, REPAIR n'en a engendré que très peu.

Un grand potentiel fondamental et clinique

Afin de démontrer le potentiel thérapeutique de REPAIR, l'équipe l'a utilisé avec succès pour corriger la mutation pathogène à l'origine de l'anémie de Fanconi qu'ils ont synthétisée puis introduite dans une cellule. Les auteurs travaillent également sur des outils supplémentaires qui permettraient de modifier d'autres nucléosides de l'ARN que les A en I. " Il y a naturellement énormément de diversité dans ces enzymes ", explique le premier co-auteur de l'étude Jonathan Gootenberg, " Nous cherchons toujours à exploiter le pouvoir de la nature pour mener à bien nos projets ". Feng Zhang, le Broad Institute et le MIT prévoient de partager largement le système REPAIR en le rendant disponible gratuitement pour la recherche académique. " REPAIR propose une nouvelle approche pour traiter les maladies génétiques ou imiter les gènes protecteurs, et établit la modification de l'ARN comme un outil utile pour modifier la fonction génétique ", concluent les auteurs.