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Rectification des mutations en cellules souche de muscle utilisant la technologie neuve de gène-retouche

Une technique neuve de gène-retouche peut être employée pour rectifier des mutations en cellules souche de muscle, préparant le terrain pour la première thérapie cellulaire potentielle pour des troubles génétiques de muscle. L'équipe d'ECRC aboutie par professeur Simone Spuler ont publié leurs découvertes dans le tourillon « analyse de JCI ».

Les cellules souche de muscle permettent à notre muscle de s'accumuler et régénérer au-dessus d'une vie par l'exercice. Mais si certains gènes de muscle sont mutés, l'opposé se produit. Dans les patients souffrant à partir de la dystrophie musculaire, le muscle squelettique démarre déjà pour affaiblir dans l'enfance. Soudainement, ces enfants ne peuvent plus faire fonctionner, jouer le piano ou monter l'escalier, et souvent ils dépendent d'un fauteuil roulant par l'âge de 15. Actuel, aucun traitement pour cette condition n'existe.

Maintenant, nous pouvons atteindre les mutations géniques de ces patients utilisant la technologie CRISPR-Cas9. Nous nous occupons de plus de 2.000 patients à la consultation externe de Charité pour des troubles de muscle, et avons rapidement identifié le potentiel de la technologie neuve. »

Professeur Simone Spuler, chef du laboratoire de Myology à l'expérimental et Centre de Recherches Cliniques (ECRC)

Fonctionner immédiatement commencé de chercheurs avec certaines des familles affectées, et ont maintenant présenté leurs résultats dans l'analyse du tourillon JCI. Dans les familles étudiées, les parents étaient en bonne santé et n'ont eu aucune idée qu'ils ont possédé un gène muté. Les enfants tout hérités une copie de la mutation de la maladie des deux parents.

Les cellules souche humaines éditées de muscle se sont développées en fibres musculaires chez les souris

Le terme « dystrophie musculaire » est employé pour se rapporter à environ 50 maladies différentes. « Elles toutes prennent le même cours, mais diffèrent en raison de la mutation de différents gènes, » explique Spuler. « Et même dans les gènes, les différents sites peuvent être mutés. » Après une analyse génomique de tous les patients, les chercheurs ont choisi une famille à cause de leur forme particulière de la maladie : la dystrophie musculaire 2D/R3 de Membre-ceinture est relativement courante, progresse rapidement, et a un site adapté d'arrimage pour « les ciseaux génétiques » près de la mutation sur l'ADN.

Pour l'étude, les chercheurs ont prélevé un échantillon de tissu musculaire d'un patient de dix ans, d'isolement les cellules souche, multiplié cette retouche de base in vitro et et utilisée pour remonter une paire de bases au site muté. Ils ont alors injecté les cellules souche éditées de muscle dans les muscles de souris, qui peuvent tolérer les cellules humaines étrangères. Ceux-ci se sont multipliés dans le rongeur et se sont plus développés en fibres musculaires. « Avec ceci, nous pouvions prouver pour la première fois qu'il est possible de remplacer les cellules musculaires malades par les saines, » dit Spuler. D'autres tests suivants, les cellules souche réparées seront réintroduits au patient.

Retouche de base - une technique sophistiquée

La retouche de base est une variante plus neuve et hautement sophistiquée de l'outil de la gène-retouche CRISPR-Cas9. Considérant que dans la méthode « classique », les deux brins d'ADN sont coupés par ces ciseaux moléculaires, les enzymes de Cas utilisées pour de base éditant simplement le bout hors du glucose résiduel d'une base particulière et fixent différent, de ce fait produisant une base différente au site visé. « Cet outil fonctionne plutôt des brucelles que des ciseaux, et est parfait pour des mutations ponctuelles visées de mise en oeuvre dans un gène, » dit M. Helena Escobar, un biologiste moléculaire dans l'équipe de Spuler. « C'est également une méthode beaucoup plus sûre, parce que les modifications indésirées sont extrêmement rares. Dans les cellules souche génétiquement réparées de muscle, nous n'avons pas été témoin de misediting aux régions fortuites du génome. » Escobar est l'auteur important et la personne de l'étude qui ont développé la technique pour les cellules musculaires.

La thérapie cellulaire autologue - qui concerne retirer les propres cellules souche d'un patient, les éditer en dehors du fuselage et puis les injecter de nouveau dans le muscle - n'activera pas les souffrants qui sont déjà liés par fauteuil pour marcher de nouveau. « Nous ne pouvons pas réparer le muscle qui s'est déjà atrophié et remonté par le tissu conjonctif, » des tensions de Spuler. Et le nombre de cellules qui peuvent être éditées in vitro est également limité. Cependant, l'étude fournit la première épreuve qu'une forme du traitement peut même être possible à un groupe des maladies précédemment incurables, et elle pourrait être employée pour réparer de petites défectuosités de muscle, de ce type dans le fléchisseur de doigt.

Une opération plus près d'un remède

Mais c'est juste la première étape. « La prochaine étape sera de trouver une voie d'injecter l'éditeur de base directement dans le patient. Une fois à l'intérieur du fuselage, elle « nagerait » autour pour un court tandis que, éditez toutes les cellules souche de muscle, et décompose alors rapidement de nouveau. » L'équipe veut commencer les premières études dans un modèle de souris bientôt. Si ceci fonctionne également, des nouveaux-nés pourraient être examinés pour des mutations géniques correspondantes à l'avenir et le traitement curatif pourrait être commencé à un moment où comparativement peu de cellules devraient être éditées.

Ainsi, qu'in vivo un traitement pour la dystrophie musculaire pourrait-il ressembler à en les termes concrets ? C'est quelque chose que les scientifiques avaient vérifié sur des modèles animaux pendant quelque temps utilisant les vecteurs viraux. Cependant, Helena Escobar explique que parce que ces vecteurs demeurent dans le fuselage trop longtemps, le risque de misediting et les effets toxiques est trop élevé. « Une alternative serait pour les molécules d'ARNm qui contiennent l'information pour que l'éditeur synthétise les outils in vivo, » dit le biologiste moléculaire. le « ARNm décompose très rapidement dans le fuselage, ainsi les enzymes thérapeutiques peuvent seulement rester dans une condition active pendant une courte période. » Le traitement a pu probablement également être répété, s'il y a lieu. « Nous ne savons pas encore si ceci devrait être un cycle de traitement concernant plusieurs applications. »

Cette avenue thérapeutique signifierait que, à la différence de avec la thérapie cellulaire autologue, pas chaque patient devrait être soigné individuellement. Pour chaque forme du traitement de muscle, un « outil » serait suffisant pour corriger l'atrophie musculaire avant que le dommage majeur se soit même produit. Mais, pour l'instant, c'est toujours un long chemin hors circuit.

Source:
Journal reference:

Escobar, H., et al. (2021) Base editing repairs an SGCA mutation in human primary muscle stem cells. JCI Insight. doi.org/10.1172/jci.insight.145994.