CRISPR–Cas9 pour la première fois chez l’homme

Pour la première fois des chercheurs ont utilisé chez l’homme la technique CRISPR–Cas9 d’édition du génome, et cette première mondiale est le fait d’une équipe chinoise qui devance ainsi les Américains.

Une technique révolutionnaire

La technique CRISPR-Cas9 est une méthode révolutionnaire de remplacement d’un gène par un autre ou sa modification. Elle fonctionne comme de véritables  « ciseaux génétiques » : cible une zone spécifique de l’ADN, le coupe et y insère la séquence souhaitée. CRISPR-Cas9 est formé de deux éléments, un ARN guide de séquence homologue à celle de l’ADN que l’on veut exciser, et l’endonucléase Cas9 (CRISPR associated protein 9) pour induire des cassures double brin dans l'ADN. Schématiquement, dans la cellule, le brin d’ARN reconnaît la séquence homologue sur l’ADN et s’y place. L’enzyme Cas9 se charge alors de couper la chaîne ADN complémentaire à ce brin ARN. Ces ruptures peuvent conduire à l'inactivation du gène ou permettre l'introduction d’autres gènes.

La découverte en 1987 chez la bactérie Escherichia coli de séquences d’ADN dont l’enchaînement des bases se lit de la même manière dans les deux sens, les palindromes, est à la base de la découverte du CRISPR-Cas9. Le rôle de ces fragments, baptisés CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats ou "courtes répétitions palindromiques regroupées et régulièrement espacées"), ne sera finalement mis en lumière que vingt ans plus tard : d’une part quand on constatera que les morceaux d’ADN intercalés entre les palindromes sont souvent des séquences d’ADN de virus, d’autre part quand on montrera que les bactéries porteuses de ces séquences résistent mieux aux infections, explique le CNRS.

Les travaux de Sylvain Moineau (Université Laval, Québec, Canada) et de son équipe spécialisée dans la caractérisation des bactériophages,sont à l’origine de la technique d'édition de génome CRISPR-Cas9. Elle a été développée à partir de 2012 par plusieurs chercheurs, notamment la biologiste française Emmanuelle Charpentier et la biochimiste américaine Jennifer Doudna.

Un patient atteint d’un cancer du poumon métastatique

Des expérimentations avec CRISPR-Cas9 ont déjà eu lieu sur des embryons humains non viables (1) mais c'est la première fois que des cellules modifiées par CRISPR ont été injectées à un adulte. Le 28 octobre dernier, une équipe dirigée par l'oncologue Lu You (Université du Sichuan, Chengdu, Chine) a injecté des cellules modifiées à un patient atteint d'un cancer du poumon non à petites cellules métastatique dans le cadre d'un essai clinique à l'hôpital West China (Chengdu).

Il s’agissait  de modifier les lymphocytes T du patient à l’aide de CRISPR-Cas9. Les chercheurs chinois ont prélevé ces cellules chez le malade, puis avec CRISPR-Cas9 ont coupé ex vivo le gène PD-1 (Programmed cell death 1). Ce gène code pour la protéine de surface des lymphocytes PD-1, dont la liaison avec son ligand exprimé par les cellules tumorales empêche la reconnaissance de la tumeur par le système immunitaire. Les cellules génétiquement modifiées ont ensuite été multipliées in vitro, puis réinjectées au patient. L'espoir est bien sûr que, sans PD-1, les cellules éditées puissent reconnaître les cellules cancéreuses et les tuer.

D’après Lu You, le traitement s'est bien déroulé et le patient aura une deuxième injection. L'équipe prévoit de traiter dix personnes au total, qui recevront chacune deux, trois ou quatre injections. Le premier objectif de l’essai est de déterminer l’innocuité du traitement à différentes doses de cellules et les participants seront suivis pendant six mois afin de détecter l’apparition éventuelle d’effets indésirables graves.

Les critères secondaires incluent le taux de réponse à 3 mois, la survie sans progression à 10 mois et la survie globale jusqu’à 2 ans.

En concurrence avec les anticorps anti-PD-1 ?

L’arrivée de cette technique suscite espoirs et interrogations chez les oncologues. Antonio Russo (Université de Palerme, Italie) rappelle que des anticorps anti-PD-1 ont déjà réussi à mettre le cancer du poumon en échec. « C'est une stratégie passionnante », souligne-t-il, « avec un rationnel important ».

Pour Naiyer Rizvi (Centre médical de l'Université Columbia à New York) néanmoins, il semble difficile de l’utiliser à grande échelle. Il doute qu'en clinique il soit supérieur à l'utilisation d'anticorps anti-PD-1, qui peuvent être produits en quantités illimitées. Cette question est en cours d'évaluation, indique Lu You, et il est encore trop tôt pour savoir quelle sera la meilleure approche.

Aux États-Unis, un essai clinique devrait commencer en 2017 utilisant CRISPR pour cibler trois gènes, toujours dans le domaine du cancer. Une équipe chinoise de l'université de Pékin espère aussi commencer en mars 2017 trois essais cliniques utilisant CRISPR contre des cancers de la vessie, de la prostate et du rein.

Dominique Monnier

Références
Cyranoski D. CRISPR gene-editingtested in a person for the first time. Nature 15 novembre 2016.
1-Liang P et col. CRISPR/Cas9-mediated geneediting in humantripronuclear zygotes. ProteinCell. 2015 ;6(5):363-72. doi: 10.1007/s13238-015-0153-5.

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Vos réactions (2)

  • Bravo

    Le 27 novembre 2016

    Encore un article sur un sujet ardu bien écrit neutre et documenté.

    Dr Frédéric Langinier

  • Toujours la même omission des noms des découvreurs

    Le 28 novembre 2016

    La priorité de la découverte d'un mécanisme d'immunité cellulaire vis-à- vis de certains virus, via l'intégration au sein de l'ADN bactérien d'un segment CRIPSR est due à Rodolphe Barrangou et Philippe Horvath (Science, mars 2007), colauréats du prix Gairdner 2016. Pourquoi sont t-ils toujours omis dans les articles du JIM?

    L'avantage des équipes chinoises de la République populaire, c'est que l'expérimentation humaine ne se heurte, comme dans la plupart des cultures confucianistes, à aucun problème dit "éthique"; il est également connu des spécialistes du CRISPR que les publications issues de ces équipes sont en général assez "fracassantes"quite à se "fracasser" ultérieurement: les sciences appliquées sont très politiques en général, et à un degré ignoré chez nous, en Chine.

    Donc, rester toujours très prudent quant aux rodomontades médicales sensasionnalistes en provenance du pays de Mao Tse Tong.....

    Dr Y. Darlas

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