Remarque: l'article suivant a été inclus dans d'autres thérapies conventionnelles car une section distincte n'est pas encore disponible pour les méthodes expérimentales de biologie moléculaire en dehors de la médecine humaine. La méthode CRISPR / Cas est une méthode de biologie moléculaire pour la coupe ciblée ainsi que la modification de l'ADN (édition du génome; gène les ciseaux). En 1987, des scientifiques ont découvert un système immunitaire dans E. coli. Ceci est basé sur ce que l'on appelle des séquences CRPSPR (regroupées régulièrement de courtes répétitions palindromiques espacées) au sein de l'ADN. E. coli intègre l'ADN des bactériophages (groupes de virus qui se spécialisent dans les bactéries comme cellules hôtes) la séquence CRSPR de son propre ADN, transcrivant ainsi un ARNr (réécriture de l'ADN en ARN). L'ARNr se compose à la fois de séquences d'espacement et de séquences répétées. Les séquences d'espacement sont les séquences «extraites» du les bactéries. Le soi-disant trRNA (tracrRNA) se lie à des séquences répétées nommées. Il recrute l'enzyme CAS9. Un complexe est maintenant présent - le complexe crRNA: tracrRNA: Cas9 - qui est capable de lier l'ADN de bactériophage complémentaire aux séquences spatiales de l'ARNr. En tant que soi-disant endonucléase (enzyme coupant l'ADN, donc une enzyme de restriction), CAS9 coupe l'ADN viral de manière double brin, ce qui conduit finalement à une incapacité de réplication (c'est-à-dire aucune réplication supplémentaire et par conséquent aucune intégration supplémentaire). Depuis plus d'une décennie, cette procédure a été utilisée en mettant l'accent sur la recherche sur l'édition du génome. Le «complexe crRNA: tracrRNA: Cas9» décrit est universellement applicable aux plantes et aux animaux et permet l'élimination (suppression) et la désactivation ultime des gènes. Une utilisation en dehors de la recherche a été trouvée depuis plus de 5 ans dans l'agriculture et les cultures vivrières pour la tolérance à la sécheresse ainsi que pour l'amélioration de la vaccination contre les pathogènes viraux. La procédure pourrait éventuellement être utilisée en médecine humaine plus tard. Depuis 2020, pour la première fois, il existe une approche thérapeutique curative pour une maladie avec un Cœur défaut (vitium) chez les enfants. Vitium fait partie de la maladie héréditaire complexe du syndrome de Noonan (transmission autosomique récessive ou autosomique dominante). Après avoir déchiffré les variantes causales du LZTR1 gène, correction génique appropriée des cardiomyocytes pluripotents induits générés (Cœur cellules musculaires) à partir de cellules souches des jumeaux a été réalisée. le gène régule les voies de signalisation essentielles pour la différenciation et la croissance des cellules.
Avant cette thérapie potentielle en médecine humaine
Test génétique moléculaire pour les troubles héréditaires chez les parents, y compris Conseil génétique.
La procédure
La procédure est similaire à celle du mécanisme de défense d'E. Coli décrit dans le système immunitaire . Dans ce processus, la partie espaceur de l'ARNr peut être modifiée pour couper l'ADN complémentaire double brin spécifique de la séquence, ce qui entraîne des délétions ciblées. La molécule trRNA: crRNA chimiquement modifiée est appelée guideRNA. Cela nécessite deux complexes crRNA: tracrRNA: Cas9 différents pour se fixer à deux sites sur l'ADN. Après élimination du fragment d'ADN, la liaison assistée par enzyme des seconds fragments d'ADN se produit par des ligases. Cela diffère du simple découpage d'une séquence d'ADN comme dans la bactérie. Au fil des ans, des techniques de modélisation essentielles ont été ajoutées. Ceux-ci permettent non seulement des délétions dans le brin d'ADN, mais également l'ajout (insertions) de nouveaux nucléotides d'ADN. La modification la plus prometteuse est l'édition principale. Ici, une suppression et donc une élimination d'un fragment d'ADN est suivie de l'insertion d'un nouveau fragment d'ADN. Le soi-disant pegRNA (Prime Editing Guide RNA) est disponible ici sous forme de transcription de l'ADN à insérer. A l'aide d'une transcriptase inverse, le pegARN est transcrit en ADN et incorporé dans l'ADN, à nouveau en utilisant des ligases. La protéine CAS2 requise pour ce processus génère des coupes simple brin au lieu de coupes double brin. Cela permet au nouveau fragment d'ADN d'être inséré avec un ajustement précis dans le brin d'ADN coupé avec ses extrémités saillantes. La nouvelle modification est fondamentale pour échanger la séquence d'ADN «pathologique» selon la séquence «non pathologique» dans le futur dans le cadre d'une maladie héréditaire.
Après la thérapie
Une fois de plus, un criblage du génome est effectué pour confirmer le succès de l'édition du génome.
Complications possibles
En raison de possibles mésappariements de bases de l'ARN guide, des effets hors cible, c'est-à-dire une liaison au site indésirable, peuvent se produire. Celles-ci peuvent provoquer des mutations ponctuelles (changements de base), des insertions (incorporation de nucléotides supplémentaires ou de séquences d'ADN dans une séquence d'ADN), des délétions (perte de…), des translocations (changement de position de l'ADN) et des inversions (présence d'un segment d'ADN tourné 180 degrés). L'enzyme CAS9 ne coupe pas à l'emplacement souhaité dans tous les cas. Cependant, des augmentations de spécificité ont déjà été réalisées grâce à des changements dans la conception des protéines. Aussi, en liant CAS9 à une endonucléase Fokl, également dérivée de les bactéries, la spécificité pourrait être augmentée à 1: 10,000 1 (sans autres modifications, seulement une spécificité allant jusqu'à 2: XNUMX).
