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CRISPR a-t-il pu réparer le CFTR dans des patients de mucoviscidose ?

La mucoviscidose est une maladie héréditaire provoquée par une mutation dans le gène de régulateur de conductibilité de transmembrane (CFTR) de mucoviscidose. La protéine CFTR est un canal ionique dans lequel transporte des sels et hors des cellules. Quand le CFTR est défectueux, l'eau et le sel sont hors de reste dans les cellules, et un mucus épais s'accumule dans le tissu, menant aux problèmes dans beaucoup d'organes, particulièrement les poumons. Le mucus bloque les voies aériennes et introduit l'infection de poumon. La mucoviscidose diminue la durée de vie des souffrants à une moyenne de 28 ans.

Il y a quelques traitements approuvés neufs sur le marché pour la mucoviscidose qui sont conçus pour traiter plusieurs des mutations spécifiques du CFTR qui entraînent la mucoviscidose. Aussi bien, les traitements auxiliaires tels que la couverture antibiotique améliorée sont procurables pour aider à résoudre les complications de la mucoviscidose telles que des infections de poumon. Cependant, il ne reste aucun remède pour la maladie.

La retouche de gène utilisant le système CRISPR/Cas9 est une technologie neuve qui pourrait potentiellement mener à un remède pour la mucoviscidose.

Quel est CRISPR ?

CRISPR représente régulièrement groupées des répétitions palindromiques courtes d'Interspaced en référence aux séquences d'ADN de répétition trouvées dans les génomes des bactéries. Elles fonctionnent comme pièce du système immunitaire de l'organisme. Une fois attaqué par un virus, le système de CRISPR détruit le génome de l'envahisseur viral et comporte des morceaux du génome viral à sa séquence. Ces pièces d'ADN viral sont connues comme espaceurs, et elles permettent au système de CRISPR de trouver rapidement le matériel génétique du même virus à l'avenir.

Illustration CRISPR-Cas9. Crédit d
Illustration CRISPR-Cas9. Crédit d'image : Meletios/Shutterstock

Le système bactérien de CRISPR a été adapté par des chercheurs pour modifier juste au sujet de n'importe quel objectif ADN. Les scientifiques synthétisent l'ARN appelé de guide de ` de séquences d'ARN courtes' pour diriger les machines de CRISPR vers l'objectif d'ADN. Il peut alors amortir un gène en coupant la boucle, introduisant un écartement, ou il peut réellement changer la séquence utilisant une matrice de réglage.

CRISPR et mucoviscidose

CRISPR a été une technologie neuve révolutionnaire dans le domaine de la biologie moléculaire, et ses implications pour les sciences médicales ont été immédiatement identifiées quand les premières études étaient publiées en 2013 montrant comment le système de CRISPR pourrait être employé pour le bureau d'études génomique. L'inducteur a progressé très rapidement depuis lors. Les scientifiques avaient vérifié CRISPR pour un certain nombre de maladies humaines, y compris le cancer, le VIH, et la mucoviscidose.

Une étude 2013 en cellule souche de cellules a expliqué la réfection de la fonctionnalité de CFTR utilisant CRISPR. Les chercheurs ont cultivé les cellules souche intestinales des patients de mucoviscidose et ont rectifié la mutation au lieu de CFTR ayant pour résultat l'expression du gène correct et le plein fonctionnement de la protéine. Cette recherche a déterminé l'installation potentielle de l'application de CRISPR pour la mucoviscidose.

Pour poursuivre le potentiel de la retouche de gène, Cystic Fibrosis Foundation Therapeutics Inc. a attribué jusqu'à $5 millions au gène éditant Editas Medicine Inc. ferme aux technologies anticipées qui pourraient être développées pour l'usage dans la mucoviscidose. Les objectifs de la collaboration comprennent des traitements se développants de retouche de gène pour réparer le gène CFTR, développant des méthodes de fournir les composantes de retouche en cellules, et des traitements potentiels de contrôle chez les animaux.

Défis de la distribution

En plus de développer les stratégies thérapeutiques principales de retouche de gène, les scientifiques doivent également figurer à l'extérieur comment entrer l'appareillage de retouche dans les cellules du patient avant qu'il puisse être déployé comme demande de règlement.

Il y a deux options déterminées pour la distribution des traitements de retouche de gène pour la mucoviscidose. On éditerait les cellules de poumon in vivo, ou l'intérieur le patient vivant. Des des autres seraient modification des cellules en dehors du patient, et puis distribution des cellules dans les tissus désirés.

Cependant, d'autres méthodes novatrices sont vérifiées. Précédemment, des segments d'ADN circulaires, plasmides appelés, ont été employés pour livrer les gènes CFTR fonctionnels aux cellules de poumon, et cette méthode s'est avérée pour stabiliser la fonction pulmonaire dans les patients. Une stratégie assimilée utilisant un plasmide pour coder les machines de gène-retouche a pu également être couronnée de succès.

D'autres stratégies de la distribution étant vérifiées comprennent les vecteurs viraux (tels que le virus et le lentivirus adeno-associés) et les formulations de nanocomplex des lipides et des peptides contenant l'ADN. Quelques combinaisons de la distribution virale et non virale, où différentes parties du système sont fournies par différents moyens, peuvent être couronnées de succès, aussi bien.

Références

  1. CRISPR : Une technique jeu-changeante de génie génétique, http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2014/crispr-a-game-changing-genetic-engineering-technique/
  2. Nouvelles de mucoviscidose aujourd'hui, approche CRISPR/Cas9 pour la demande de règlement de mucoviscidose, https://cysticfibrosisnewstoday.com/crisprcas9-approach-for-cystic-fibrosis/
  3. Réglage fonctionnel de CFTR par CRISPR/Cas9 en cellule souche intestinale Organoids des patients de mucoviscidose, http://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(13)00493-1?_returnURL=http%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1934590913004931%3Fshowall%3Dtrue
  4. CFFT effectue la première récompense principale pour avancer la recherche de retouche de gène en CF, https://www.cff.org/News/News-Archive/2016/CFFT-Makes-First-Major-Award-to-Advance-Gene-Editing-Research-in-CF/
  5. Choc de la retouche de gène sur l'étude de la mucoviscidose, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27325484
  6. Nebulisation répété de thérapie génique de gène CFTR non virale dans les patients présentant la mucoviscidose : un randomisé, en double aveugle, controlé par le placebo, essai de la phase 2b, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26149841
  7. Bureau d'études multiplex de génome utilisant des systèmes de CRISPR/Cas, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3795411/

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

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Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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