Une nouvelle méthode d’édition de gènes identifie une mutation X fragile réparable Domaine

Hun-Goo Lee n’a pas cherché à découvrir une nouvelle façon de traiter le syndrome du X fragile. Il voulait juste résoudre un mystère : pourquoi certaines cellules porteuses de la fragile mutation X ne sont-elles pas affectées ?

Mutation – plus de 200 copies de la chaîne trinucléotidique « CGG » dans Gène FMR1 Il fait normalement taire l’expression des gènes et inhibe la production de FMRP. Cependant, dans certaines conditions de laboratoire, les cellules embryonnaires portant ces longues répétitions de CGG produisent encore du FMRP.

Cette production de FMRP survient parce que les conditions de culture permettent aux machines de réparation de l’ADN des cellules de détecter et d’éliminer les répétitions CGG, selon un nouveau rapport. Stady De moi et de mes collègues. Inspirée par ce mécanisme, l’équipe a développé un nouvel outil d’édition de gènes qui permet à d’autres types de cellules X fragiles d’éliminer également les répétitions de trinucléotides.

Il dit : « C’est un travail intéressant. Antonio Bidaloff, professeur au département des sciences translationnelles et thérapeutiques du Fred Hutchinson Cancer Center à Seattle, Washington, qui n’a pas participé à l’étude. Cette approche pourrait, en théorie, traiter le syndrome du X fragile et d’autres conditions avec des duplications de gènes similaires, dit-il. « Vous vous êtes vraiment attaqué à la racine du problème. »

HL’équipe de Lee a découvert que les cellules X fragiles mbryoniques pouvaient apparaître non affectées et exprimer FMR1 lorsqu’elles étaient cultivées dans un milieu spécifique, et deux médicaments dans ce milieu étaient responsables.

Dans le syndrome de l’X fragile, les répétitions CGG dans FMR1 accumulent des marqueurs épigénétiques appelés groupes méthyle, qui font taire le gène. Ils ont découvert que ces deux médicaments stimulent les enzymes de déméthylation, qui éliminent les étiquettes méthyles et restaurent l’expression de FMR1 dans les cellules souches et les progéniteurs neuraux dérivés de personnes atteintes de l’X fragile. Le traitement a entraîné l’éradication de la répétition CGG. la contraction a commencé trois à six jours après le traitement; En 12 jours, c’était complet.

Les chercheurs ont obtenu des résultats similaires lorsqu’ils ont utilisé une version existante de CRISPR pour diriger une enzyme afin de déméthyler le gène FMR1.

Mais la présentation d’une version inactive de l’enzyme comme témoin a également obtenu le même résultat, suggérant que la déméthylation n’était pas le seul facteur déterminant de la contraction de CGG. « C’était la chose la plus époustouflante », déclare l’enquêteur en chef. Jenny LeeProfesseur de génétique à la Harvard Medical School et président par intérim du département de biologie moléculaire du Massachusetts General Hospital. Hon Ju Lee est chercheur au Jenny Lee Lab de l’Université de Harvard.

Les chercheurs ont alors réalisé que l’approche basée sur CRISPR et le processus de déméthylation pouvaient amener l’ADN à former une structure appelée boucle R. Ces boucles se produisent lorsqu’un double brin d’ADN est interrompu par un fragment d’ARN simple brin – similaire à ce qui arrive à un fragment de tissu qui s’accroche à travers une bande de velcro et crée une bosse où les bandes collantes ne peuvent plus se connecter.

Cette « bosse » génétique, stabilisée par le grand nombre de répétitions CGG répétées dans les cellules X fragiles, active la machinerie de réparation de l’ADN de la cellule, qui supprime les répétitions.

L’équipe a ensuite conçu une version catalytiquement inactive de CRISPR qui stimule spécifiquement la répétition CGG pour former des boucles R. Les chercheurs disent que l’outil pourrait éventuellement être emballé dans des virus et livré au cerveau. Les résultats ont été publiés en mai dans la revue cellule.

« J’aime l’idée d’utiliser des voies de réparation internes car cela s’accompagne de millions d’années d’évolution » pour faire bouger les choses avec la plus grande fidélité, déclare Jenny Lee.

uneBien que le travail soit préliminaire, il « donne une lueur d’espoir dans le domaine fragile du X », dit-il. Randy Hägerman, professeur émérite de pédiatrie et directeur médical du MIND Institute de l’Université de Californie à Davis, qui n’a pas participé à l’étude. « Cela signifie que vous pouvez éliminer la méthylation, puis réduire la réplication de CGG sans avoir à recourir à une intervention de thérapie génique. »

Il n’est pas clair si ce traitement aura des répercussions sur les gens, ajoute Hagermann. Tout d’abord, la méthode supprime suffisamment de répétitions CGG pour placer une cellule sous la barre des 200 copies qui réduit au silence FMR1, mais pas nécessairement suffisamment pour la mettre dans la plage typique de moins de 55. Les personnes avec 55 à 200 répétitions ont un début X ‘fragile. ‘ – des symptômes qui peuvent ne pas se déclencher Il entraîne une déficience intellectuelle mais peut provoquer d’autres symptômes tôt dans la vie, notamment des troubles neuropsychiatriques liés à l’X fragiles, de l’anxiété et de la dépression. « Ces préoccupations préalables à l’implication doivent être prises en compte avant qu’un traitement qui transforme une mutation complète en une réflexion puisse être effectué », déclare Hagermann.

L’approche n’est « pas sans risques », reconnaît Bedalov. Pourtant, dit-il, il y a probablement un avantage à utiliser la version catalytiquement inactive de CRISPR, qui « ne conduira pas à des clivages dans tout le génome ». L’outil est plus petit que d’habitude pour les approches basées sur CRISPR, ajoute-t-il, ce qui simplifie son introduction dans le cerveau.

Avant de pouvoir tirer des conclusions, dit Bedalov, les résultats doivent être testés dans des cellules non divisées. Il est à noter que la réparation de l’ADN est active pendant la division cellulaire et peut donc facilement se produire dans les cellules souches et les cellules progénitrices neurales utilisées dans l’étude. « Étant donné que les neurones ne se divisent pas, il sera important de démontrer que les boucles R peuvent conduire à une excision récurrente dans les cellules qui ne se divisent pas », dit-il.

Les chercheurs prévoient de tester cela ensuite. En fin de compte, dit Jenny Lee, les travaux pourraient conduire à un moyen d’éliminer les trinucléotides en excès chez les personnes, ce qui pourrait aider à traiter le syndrome du X fragile ainsi que d’autres conditions résultant de ce type de mutation.

« Nous avons commencé ici », dit-elle en désignant le sol, faisant référence au mystère initial qu’elle et Hun-Goo Lee ont entrepris de résoudre. « D’une manière ou d’une autre, nous nous sommes retrouvés dans l’espace extra-atmosphérique. »

Citer cet article : https://doi.org/10.53053/YPXL8063