Ces dernières années, la communauté scientifique a réalisé des progrès significatifs dans le domaine de l’édition génétique, notamment grâce au développement des systèmes CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). En 2020, le prix Nobel de chimie Le prix a été décerné aux scientifiques pour la découverte du système CRISPR–Cas9, une technologie révolutionnaire d’édition du génome qui a fait progresser les thérapies par l’ADN. Par la suite, le système CRISPR–Cas13 est apparu comme un outil potentiel pour identifier et corriger les erreurs dans les séquences d’ARN. CRISPR–Cas13 est une nouvelle technologie spécialement conçue pour la détection de virus et les thérapies ciblant l’ARN. L’ARN CRISPR (CrRNA) cible des séquences d’ARN spécifiques et non spécifiques, et Cas13 est une protéine effectrice qui subit des changements de conformation et clive l’ARN cible. Ce système de ciblage de l’ARN est extrêmement prometteur pour les thérapies et constitue un outil révolutionnaire dans le paysage de la biologie moléculaire.
Maintenant, dans un article récemment publié Étude de recherche BioDesign, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Yuan Yao du Centre mondial d'innovation scientifique et technologique ZJU-Hangzhou de l'Université du Zhejiang, en Chine, a élucidé les dernières tendances de recherche de CRISPR-Cas13 dans les thérapies ciblant l'ARN. À propos de cet article, publié en ligne le 6 septembre 2024, dans le volume 6 de la revue, le professeur Yao déclare : « En se concentrant sur l'ARN, l'intermédiaire entre l'ADN et les protéines, CRISPR-Cas13 permet aux scientifiques de manipuler temporairement l'expression des gènes sans induire de modifications permanentes du génome. Cette flexibilité en fait une option plus sûre dans les scénarios où la stabilité du génome est essentielle . »
L'ARN joue un rôle central dans le transport de l'information génétique de l'ADN vers la machinerie de synthèse des protéines, régule également l'expression des gènes et participe à de nombreux processus cellulaires. Les défauts d'épissage ou les mutations de l'ARN peuvent entraîner une grande variété de maladies, allant des troubles métaboliques au cancer. Une mutation ponctuelle se produit lorsqu'un seul nucléotide est inséré, supprimé ou modifié par erreur. CRISPR–Cas13 joue un rôle dans l'identification et la correction de ces mutations en utilisant les mécanismes REPAIR (édition d'ARN pour le remplacement programmable de A à I) et RESCUE (édition d'ARN pour l'échange spécifique de C à U). Expliquant les applications des éditeurs de gènes basés sur Cas13, Le professeur Yao ajoute : « L’éditeur mxABE, par exemple, peut être utilisé pour corriger une mutation non-sens liée à la dystrophie musculaire de Duchenne qui peut être corrigée avec mxABE. Cette approche s’est avérée très efficace en matière d’édition, en rétablissant l’expression de la dystrophine à des niveaux supérieurs de 50% à ceux du type sauvage. »
CRISPR–Cas13 peut corriger des événements d’épissage inhabituels. La déméthylase est une enzyme qui joue un rôle crucial dans la modification post-transcriptionnelle (MPT), un processus qui se produit après la transcription et précède la production de protéines. Exploiter les connaissances sur les événements d’épissage et comprendre le rôle des déméthylases à l’aide de CRISPR–Cas13 peut aider les scientifiques à développer des thérapies ciblées et personnalisées. De même, la machinerie CRISPR–Cas13 peut être appliquée pour modifier, réguler à la hausse ou à la baisse la traduction. « L’une des avancées récentes les plus importantes dans le domaine du CRISPR-Cas13 est l’intégration de l’intelligence artificielle (IA) pour améliorer sa précision et son efficacité », déclare le professeur Yao.
Le succès des outils CRISPR ciblant l’ARN dépend de plusieurs facteurs, notamment de la séquence d’ARN guide, de l’accessibilité de l’ARN cible et de la structure secondaire de la molécule d’ARN. Le système CRISPR–Cas13 a de nombreuses applications cliniques, telles que le diagnostic des virus à ARN, l’imagerie de l’ARN, l’édition de bases d’ARN, l’édition d’épigénome d’ARN et les interventions thérapeutiques. Le fait que CRISPR–Cas13 ne soit pas ciblé et la grande taille du mécanisme de distribution sont quelques-uns des obstacles cliniques qui ralentissent sa mise en œuvre clinique. Mais la combinaison des techniques moléculaires avec l’IA peut améliorer l’efficacité. Les algorithmes d’IA ont le pouvoir de prédire et d’optimiser les résultats de distribution de CRISPR–Cas13.
Les systèmes CRISPR–Cas13 devraient continuer à évoluer rapidement. À mesure que les chercheurs perfectionnent la technologie, elle pourrait être utilisée dans un éventail encore plus large d’applications thérapeutiques, allant des traitements antiviraux (ciblant par exemple le SARS-CoV-2) aux approches de médecine personnalisée pour les maladies génétiques.
Enfin, l’avènement de CRISPR–Cas13 a sans aucun doute révolutionné l’édition de l’ARN, offrant un outil puissant pour traiter certaines des maladies les plus difficiles de notre époque. Espérons que, grâce aux améliorations continues en matière de spécificité, de distribution et d’intégration de l’IA, CRISPR–Cas13 pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère de thérapies ciblant l’ARN.
