L’édition du génome, ou édition de gènes, est un groupe de technologies qui permettent aux scientifiques de modifier l’ADN d’un organisme. Ces technologies permettent d’ajouter, de supprimer ou de modifier du matériel génétique à des endroits particuliers du génome. La technologie CRISPR a démontré son applicabilité, sa simplicité et sa capacité d’édition de gènes efficace par rapport aux outils de manipulation de gènes développés précédemment.
- CRISPR – technologie d’édition de gènes.
- L’approche pratique de cette technologie est étudiée dans divers domaines de la vie humaine.
- Les applications médicales de CRISPR sont prometteuses : plus de 10 essais cliniques sont en cours.
- Résultats positifs chez les souris – la manipulation de gènes à l’aide de CRISPR pourrait prolonger la durée de vie.
Emmanuelle Charpentier de l’Institut Max Planck de biologie des infections, Jennifer Doudna de l’Université de Californie à Berkeley et Virginijus Siksnys de l’Université de Vilnius recevront chacune une médaille d’or et se partageront le million de dollars qui accompagne le prix Kavli en nanosciences pour avoir inventé CRISPR. On ne sait toujours pas qui a inventé cette technologie étonnante. Pourtant, Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna ont reçu le prix Nobel de chimie 2020 pour leurs travaux sur la technologie CRISPR.
Les controverses autour de la technologie CRISPR
La technologie CRISPR fait l’objet de plusieurs essais cliniques et, par conséquent, attend toujours l’approbation pour un usage médical – la technologie a besoin de plus de preuves scientifiques. En outre, des règles de sécurité régissant son utilisation devraient également être établies.
Cependant, le professeur He Jiankui a choqué les scientifiques du monde entier en novembre 2018 lorsqu’il a annoncé que son équipe de la Southern University of Science and Technology à Shenzhen avait utilisé le système d’édition de gènes CRISPR pour modifier l’ADN d’embryons humains afin de les rendre moins sensibles au VIH. Les modifications perturbent les gènes qui codent pour une protéine qui permet au VIH de pénétrer dans les cellules immunitaires. Il a utilisé la technologie expérimentale parce que la mère du bébé avait le VIH. Les scientifiques ont condamné les actions de He, affirmant que la technologie d’édition de gènes était trop prématurée pour être utilisée à des fins de reproduction. He Jiankui a été condamné à 18 mois de prison avec sursis et à une amende de 500 000 yuans, soit environ 70 000 USD.
Application du CRISPR
Chaque année, les virus de la dengue, du chikungunya et du Zika infectent des millions de personnes dans le monde. Le moustique est le principal responsable de la transmission de ces maladies mortelles. Ainsi, les scientifiques ont développé un système CRISPR qui modifie les gènes des insectes pour générer des moustiques femelles incapables de voler et des moustiques mâles stériles. Fait intéressant, le gène modifié pourrait affecter des générations de moustiques et éliminer les populations de moustiques fertiles dans la nature.
L’application de CRISPR dans les plantes et l’agriculture est assez répandue. Par exemple, un groupe de scientifiques utilisant des tomates modifiées CRISPR qui produisent des saveurs plus aromatiques. De plus, ils contiennent deux fois plus de lycopène, un antioxydant censé avoir des effets bénéfiques sur la santé. Il peut également modifier les gènes pour faire pousser du blé sans gluten ou des grains de café décaféinés. L’édition CRISPR peut également potentiellement supprimer les gènes allergènes à la source de manière efficace au profit des personnes allergiques.
Les scientifiques attendent les innovations médicales CRISPR. En conséquence, les personnes souffrant de diverses maladies et conditions médicales pourraient grandement bénéficier de la technologie CRISPR, même si elles ne le savent pas encore.
Par exemple, deux enfants traités avec des cellules génétiquement modifiées pour tuer leur cancer se portent bien plus d’un an plus tard. Les deux bébés filles ont reçu le traitement expérimental en dernier recours. Cependant, des essais cliniques thérapeutiques sont actuellement en cours chez les enfants et les adultes au Royaume-Uni.
La première tentative au monde d’utiliser l’outil d’édition de gènes CRISPR pour traiter la cécité a montré des signes de succès. Six personnes ont reçu une thérapie à partir de mars 2020 – deux détectent désormais mieux la lumière – dont l’une a même navigué dans un labyrinthe dans la pénombre. Dans l’essai, six personnes atteintes d’une maladie rare et mortelle appelée amylose à transthyrétine ont reçu un seul traitement avec la thérapie d’édition génique. Tous ont connu une baisse du niveau d’une protéine toxique associée à la maladie. Parmi ceux-ci, deux patients avaient un niveau réduit de protéines toxiques de 87 % en moyenne. Il existe encore plus de domaines d’application utilisant CRISPR.
De nouvelles études cliniques sur l’édition de gènes CRISPR émergent rapidement dans les domaines suivants :
| Antibactériens | Infections à E. Coli Infections des voies urinaires |
| Maladies du sang | Bêta-thalassémie Β-thalassémie dépendante des transfusions Hémophilie B Infection par le virus de l’immunodéficience humaine, VIH Drépanocytose |
| Un cancer | Leucémie aiguë lymphoblastique Leucémie aiguë myéloïde Carcinome hépatocellulaire avancé Tumeur maligne des cellules B Lymphome non hodgkinien à cellules B Cancer de la vessie Cancer de la prostate résistant à la castration Cancer de la prostate Myélome multiple |
| Maladie des yeux | Amaurose congénitale de Leber |
| Troubles métaboliques | Diabète de type 1 |
| Autres conditions génétiques | Hypercholestérolémie familiale |
Longévité et CRISPR
L’édition de gènes CRISPR a plus que doublé la durée de vie des souris conçues pour souffrir de progeria – vieillissement prématuré . Cela a également grandement amélioré leur état de santé général. La progeria est une maladie rare causée par une mutation, qui se produit probablement dans les testicules ou les ovaires des parents. La durée de vie moyenne des enfants atteints de progeria est de 14 ans. Dans cette expérience, une injection CRISPR a augmenté la durée de vie médiane de 215 à 510 jours – les souris ont également connu beaucoup plus d’activité.
Wang Wei a dirigé une équipe scientifique et a mené un criblage basé sur CRISPR à l’échelle du génome pour identifier les gènes qui pourraient affecter la sénescence cellulaire – un arrêt de la division cellulaire. Ils ont identifié le gène KAT7 comme moteur de la sénescence dans les cellules souches adultes humaines. L’inactivation de KAT7 a rajeuni prématurément les cellules humaines progéroïdes vieillissantes et prolongé la durée de vie des souris. De plus, la suppression de KAT7 a atténué les modèles de sénescence du cancer, des UV et du stress oxydatif. Ces résultats indiquent que l’inactivation du gène KAT7 réduit la division cellulaire dans divers contextes biologiques.
Ces résultats fournissent une nouvelle compréhension significative de la façon dont les scientifiques pourraient éventuellement cibler les facteurs de vieillissement moléculaire chez l’homme.
