La découverte élargit le champ d’utilisation de l’édition de gènes CRISPR


Une équipe de chercheurs de la Northwestern University a conçu une nouvelle plate-forme pour l’édition de gènes qui pourrait éclairer l’application future d’une bibliothèque presque illimitée de thérapies basées sur CRISPR.

En utilisant la conception et la synthèse chimiques, l’équipe a réuni la technologie lauréate du prix Nobel avec une technologie thérapeutique née dans son propre laboratoire pour surmonter une limitation critique de CRISPR. Plus précisément, le travail révolutionnaire fournit un système pour livrer la cargaison nécessaire à la génération de la machine d’édition de gènes connue sous le nom de CRISPR-Cas9. L’équipe a développé un moyen de transformer la protéine Cas-9 en un acide nucléique sphérique (SNA) et de la charger avec des composants critiques au besoin pour accéder à un large éventail de types de tissus et de cellules, ainsi qu’aux compartiments intracellulaires nécessaires à l’édition de gènes.

La recherche, publiée aujourd’hui dans un article intitulé « CRISPR Spherical Nucleic Acids », dans la publication Journal of the American Chemical Society, montre comment les SNA CRISPR peuvent être délivrés à travers la membrane cellulaire et dans le noyau tout en conservant la bioactivité et l’édition de gènes. capacités.

Les travaux s’appuient sur un effort de 25 ans dirigé par le pionnier des nanotechnologies Chad A. Mirkin, qui a dirigé l’étude, pour découvrir les propriétés des SNA et les facteurs qui les distinguent de leur cousin linéaire bien connu, le plan de vie. Mirkin est célèbre pour son invention des SNA, des structures généralement composées de nanoparticules sphériques densément recouvertes d’ADN ou d’ARN, leur conférant des propriétés chimiques et physiques radicalement différentes de celles des formes d’acides nucléiques trouvées dans la nature.

Mirkin est professeur de chimie George B. Rathmann au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern et directeur de l’Institut international de nanotechnologie. Mirkin est également professeur de génie chimique et biologique, de génie biomédical et de science et génie des matériaux à la McCormick School of Engineering et professeur de médecine à la Northwestern University Feinberg School of Medicine.

De nombreuses classes de SNA existent, avec des noyaux et des enveloppes de compositions chimiques et de tailles différentes, et les SNA sont actuellement évalués en tant que thérapeutiques puissantes dans six essais cliniques humains, y compris ceux pour des maladies débilitantes comme le glioblastome multiforme (cancer du cerveau) et une variété de cancers de la peau .

« Ces nouvelles nanostructures offrent aux chercheurs une voie pour élargir la portée de l’utilité de CRISPR en élargissant considérablement les types de cellules et de tissus auxquels la machinerie CRISPR peut être livrée », a déclaré Mirkin. « Nous savons déjà que les SNA offrent un accès privilégié à la peau, au cerveau, aux yeux, au système immunitaire, à la voie gastro-intestinale, au cœur et aux poumons. Lorsque ce type d’accès est couplé à l’une des innovations les plus importantes de la science biomédicale au cours des dernières quart de siècle, de bonnes choses suivront. »

Dans cette recherche actuelle, l’équipe de Mirkin a utilisé Cas9, une protéine nécessaire à l’édition de gènes, comme noyau de la structure, et a attaché des brins d’ADN à sa surface pour créer un nouveau type de SNA. De plus, ces SNA ont été préchargés avec de l’ARN capable d’effectuer l’édition de gènes et fusionnés avec des peptides pour contrôler leur capacité à naviguer dans les barrières compartimentales de la cellule, maximisant ainsi l’efficacité. Ces SNA, comme d’autres classes d’entre eux, pénètrent efficacement dans les cellules sans l’utilisation d’agents de transfection (qui sont souvent nécessaires pour fournir du matériel génétique dans les cellules) et présentent une efficacité d’édition génétique élevée entre 32 % et 47 % sur plusieurs lignées cellulaires humaines et murines.

L’équipe de recherche comprenait des chercheurs étudiants diplômés Chi Huang, Zhenyu (Henry) Han et Michael Evangelopoulos. Leurs recherches ont été soutenues par le National Cancer Institute des National Institutes of Health, la Sherman Fairchild Foundation Inc., la bourse du Dr John N. Nicholson et la Alexander S. Onassis Public Benefit Foundation.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université du nord-ouest. Original écrit par Win Reynolds. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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