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La nouvelle technologie d'édition de gènes crispra permet de trouver des gènes qui jouent un rôle dans les cellules immunitaires
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La nouvelle technologie d'édition de gènes crispra permet de trouver des gènes qui jouent un rôle dans les cellules immunitaires
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La technologie d'édition de gènes CRISPR est devenue un outil puissant pour supprimer ou modifier des séquences d'ADN et étudier les effets qui en résultent. Aujourd'hui, des chercheurs du Gladstone Institute et de l'UCSF (Université de Californie à San Francisco) ont choisi le système CRISPR cas9 pour activer de force des gènes dans les cellules immunitaires humaines plutôt que de les modifier. Cette méthode, appelée crispra (CRISPR activation), leur permet de trouver des gènes qui jouent un rôle dans la biologie des cellules immunitaires de manière plus approfondie et plus rapide qu'auparavant.
Il s'agit d'une avancée passionnante qui accélérera la recherche sur l'immunothérapie. Ces expériences de crispra ont créé une nouvelle perspective d'application pour comprendre quels gènes jouent un rôle important dans chaque fonction des cellules immunitaires. Cela nous permettra de mieux comprendre comment modifier génétiquement les cellules immunitaires pour traiter le cancer et les maladies auto-immunes.
Publiée dans la revue Science, c'est la première fois que la crispra a été utilisée avec succès à grande échelle dans des cellules humaines primaires, qui sont directement isolées de l'homme.
Les scientifiques ont activé chaque gène dans différents génomes cellulaires et ont testé près de 20000 gènes en parallèle. Cela leur permet de comprendre rapidement quels gènes fournissent le levier le plus puissant pour reprogrammer les règles de fonctionnement des cellules, ce qui pourrait éventuellement conduire à une immunothérapie plus puissante.
Le système d'édition du génome CRISPR cas9 repose généralement sur la protéine cas9, communément décrite comme des "ciseaux moléculaires", qui coupe l'ADN à l'endroit voulu du génome.
Les chercheurs utilisent généralement les ciseaux ciblés de CRISPR pour supprimer sélectivement les gènes de divers types de cellules immunitaires humaines, y compris les cellules T régulatrices et les monocytes.
L'élimination de gènes est très utile pour comprendre les connaissances de base de la fonction des cellules immunitaires, mais l'élimination seule peut manquer le positionnement précis de certains gènes vraiment essentiels.
En particulier, l'élimination d'un gène ne permet pas de savoir ce qui se passe si on le rend plus actif.
Les chercheurs se sont donc tournés vers la crispra. Dans la crispra, la protéine cas9 est modifiée de sorte qu'elle ne peut plus couper l'ADN. Au lieu de cela, les scientifiques peuvent connecter un activateur, un interrupteur moléculaire, à la protéine cas9 de sorte que lorsqu'elle se lie à un gène, elle l'active. Ils peuvent également connecter un répresseur, un interrupteur "off", à la protéine cas9 pour éteindre le gène, obtenant ainsi des résultats similaires à ceux obtenus par une méthode typique de knock-out (appelée crispri pour CRISPR interference).
Les lymphocytes T sont des globules blancs qui constituent l'un des principaux médiateurs de l'immunité humaine. Ils ne ciblent pas seulement les agents pathogènes envahissants, mais guident également les autres cellules immunitaires pour qu'elles augmentent ou réduisent leur réponse aux envahisseurs ou aux cellules cancéreuses. Cette transmission d'informations se fait par la production de molécules de signalisation appelées cytokines. Différents types de cellules T produisent différentes bibliothèques de cytokines, et différentes cytokines ou mélanges de cytokines ont des effets différents sur la réponse immunitaire.
Le contrôle des cytokines des cellules T offrira de nouvelles possibilités de remodeler l'ensemble de la réponse immunitaire dans une variété d'environnements pathologiques différents. Mais les chercheurs ne savent pas exactement quels gènes contrôlent quelles cytokines.
Ce travail permet aux chercheurs de Cris d'être plus efficaces que jamais dans la génération originale et la nouvelle génération de Cris.
Cette amélioration de l'efficacité de la livraison des machines Crispra ou Crispri dans les cellules est cruciale pour les expériences à l'échelle du génome et l'accélération des découvertes.
L'équipe a ensuite utilisé ces méthodes pour activer ou inactiver près de 2 000 gènes dans des cellules T humaines isolées directement à partir de plusieurs volontaires sains. Ils ont recherché des changements dans la production de cytokines dans les cellules résultantes et se sont concentrés sur des centaines de gènes qui agissent comme des régulateurs clés des cytokines, y compris certains qui n'avaient jamais été trouvés dans le cadre d'un criblage par knock-out auparavant.
Ces études ont prouvé la précision et l'évolutivité de la technologie dans les cellules T humaines, et les chercheurs ont rapidement compris les règles des gènes qui peuvent être activés pour réguler certains niveaux de cytokines.
Pour traiter certains types de cancer, les cliniciens ont de plus en plus recours à la thérapie cellulaire car-t, dans laquelle les cellules T sont prélevées sur les patients, modifiées en laboratoire pour cibler les cellules cancéreuses, puis injectées. L'amélioration de la capacité anticancéreuse des cellules T, par exemple en modifiant la production de cytokines, peut rendre la thérapie cellulaire plus efficace.
La technologie Crispra est le langage moléculaire de base qui peut être utilisé pour concevoir des cellules T et leur donner des caractéristiques très précises.
Le laboratoire de Marson étudie actuellement certains des gènes individuels qu'il a criblés et tente d'utiliser Crispra et Crispri pour trouver des gènes qui contrôlent d'autres caractéristiques clés des cellules immunitaires humaines.
En collaboration avec l'Institut Gladstone UCSF d'immunologie génomique, l'Institut de génomique innovante et le programme UCSF de thérapie de la vie, l'équipe de recherche espère maintenant utiliser le nouveau manuel d'orientation pour créer des programmes de gènes synthétiques qui peuvent être incorporés dans la prochaine génération d'immunothérapie cellulaire par CRISPR pour traiter une variété de maladies.
