MTout comme un précieux colis ne peut pas atteindre sa destination sans un transporteur postal fiable, les éditeurs de gènes ne peuvent pas atteindre leur ADN cible sans méthodes de livraison sûres et efficaces. Vecteurs viraux et approches chimiques permettre aux chercheurs d’éditer des génomes en culture cellulaire et in vivo avec de courtes répétitions palindromiques regroupées et régulièrement espacées (CRISPR) et des technologies associées telles que l’édition de bases et montage principal.1 Cependant, ces techniques de livraison sont confrontées à des défis liés à l’expression prolongée de l’éditeur, à une capacité de chargement limitée et à une efficacité de livraison sous-optimale.
Les particules de type virus conçues (eVLP) offrent une nouvelle solution potentielle à ces problèmes. Dans leur dernier ouvrage publié dans Biotechnologie naturelleune équipe de recherche dirigée par des biologistes moléculaires et des biochimistes David Liu à l’Université Harvard et Krzysztof Palczewski à l’Université de Californie, Irvine a créé l’eVLP qui a efficacement fourni des éditeurs de premier ordre aux cellules en culture et corrigé la perte de vision génétique dans des modèles murins de dégénérescence rétinienne.2 Étant donné que les eVLP ne transportent pas de cargaison génétiquement codée, ces travaux peuvent constituer un moyen transitoire de fournir des thérapies d’édition génique in vivo médiées par CRISPR.
« Il s’agit essentiellement de virus non infectieux dans lesquels l’ADN ou l’ARN viral a été remplacé par votre protéine cargo ou votre ARN cargo », a déclaré Liu. « Nous nous sommes intéressés à l’utilisation de ces particules pseudo-virales pour l’administration de protéines thérapeutiques car, en théorie, elles semblent offrir certains des meilleurs avantages de l’administration virale et non virale. »
Cette étude s’appuie sur des travaux antérieurs de l’équipe de recherche combinée, dans lesquels ils ont identifié et corrigé les goulots d’étranglement qui limitent la fourniture in vivo d’un éditeur de base médié par eVLP. Cependant, le système qu’ils ont optimisé pour l’édition de base s’est avéré moins efficace pour l’édition principale en raison des différences dans les composants de l’éditeur. « Il existe plusieurs propriétés différentes d’un éditeur principal, ce qui rend sa livraison plus difficile », a déclaré Meirui An, un étudiant diplômé du laboratoire de Liu qui a dirigé cette étude. « Il est grand, il comporte plusieurs composants que les technologies d’édition précédentes n’avaient pas. »
Nous savons tous que le montage principal est une bonne méthode de montage, mais à l’heure actuelle, il est difficile de fournir la machinerie de montage principale pour l’expression transitoire.
–Baisong Lu, Université de Wake Forest
Contrairement aux éditeurs de base ou à d’autres nucléases associées à CRISPR, les éditeurs principaux s’appuient sur une protéine de fusion Cas9-transcriptase inverse, un ARN guide de coupure et un long ARN guide de l’éditeur principal avec une structure complexe. Bien que ces différences soient avantageuses en termes d’édition du génome sur cible, elles entravent la livraison via des méthodes précédemment établies.
Les chercheurs ont conçu des changements dans les composants d’emballage et de ciblage de leur système eVLP d’éditeur de base et ont modifié les molécules de liaison dans l’éditeur principal pour améliorer l’assemblage de l’éditeur, l’emballage des particules et l’efficacité de la livraison. « Dans l’ensemble, nous avons amélioré l’efficacité de l’édition principale après la livraison par ces particules virales de premier ordre conçues par l’éditeur, ces PE-eVLP, d’une moyenne d’environ 65 fois », a déclaré Liu.
En utilisant ces particules améliorées chez la souris, les chercheurs ont atteint des niveaux thérapeutiquement pertinents d’édition locale grâce à une injection rétinienne et ont réussi à restaurer partiellement la fonction visuelle dans un modèle de souris souffrant de perte de vision. « Ces résultats sont significatifs car c’est, à notre connaissance, la première fois qu’un éditeur principal est introduit sous forme de complexe protéine-ARN dans sa forme finale, la plus transitoire, chez un animal pour sauver une maladie génétique », a ajouté Liu.
« C’est un travail très intéressant », a déclaré Baisong Lu, biochimiste à l’Université Wake Forest qui développe des méthodes d’administration de thérapie génique pour les systèmes CRISPR et qui n’a pas participé à cette étude. « Nous savons tous que le montage principal est une bonne méthode de montage, mais à l’heure actuelle, il est difficile de fournir la machinerie de montage principale pour l’expression transitoire. »
La prochaine étape consiste à améliorer encore l’efficacité in vivo et à adapter l’eVLP pour cibler différents tissus. Étant donné que les eVLP incluent l’enveloppe et les protéines structurelles qui aident les méthodes de transmission virale à atteindre leur destination,1 PE-eVLP pourrait détenir la clé de futures thérapies d’édition génétique mini-invasives qui atteindraient leurs destinations cibles. « Je suis très heureux de voir qu’ils ont réellement testé in vivo », a déclaré Lu. « S’il s’avère que la prestation systémique est également efficace, les applications seront alors nombreuses. »
David Liu est cofondateur et consultant pour Beam Therapeutics, Prime Medicine, Pairwise Plants, Exo Therapeutics et YKY Therapeutics.
Les références
- Ouais BH. Progrès récents dans les stratégies de diffusion CRISPR/CAS9. Biomolécules. 2020;10(6):839.
- Un M, et al. Particules de type virus conçues pour la délivrance transitoire de complexes ribonucléoprotéiques principaux éditeurs in vivo. Biotechnologie naturelle. Publié en ligne le 8 janvier 2024.
