Comment bidouiller un gène pour soigner la myopathie.

3 Janvier 2016, par Pierre Barthélémy, journaliste au "Monde".

Myopathie

Sur ces images de muscle cardiaque de souris, la dystrophine apparaît en vert fluo. A gauche, chez un animal sain, elle est omniprésente ; au centre, chez une souris atteinte de la myopathie de Duchenne, elle est absente ; à droite, chez une souris malade mais dont certaines cellules ont vu le gène défectueux corrigé, elle est en partie présente. © Christopher E. Nelson et al./Science.

Il y a trois semaines, en faisant le bilan de 2015, la revue Science décernait son titre de percée scientifique de l'année à la technologie d'édition des gènes nommée CRISPR/Cas9. Derrière ce sigle quasi imprononçable se cache une astucieuse et complexe boîte à outils permettant d'aller faire du couper-coller dans l'ADN. Pour schématiser, on a affaire à une sorte de kit moléculaire, dont un des éléments est capable de reconnaître une séquence bien précise du génome et d'y guider un deuxième élément, une enzyme (le Cas9 du sigle), laquelle coupera les deux brins de la double hélice d'ADN à l'endroit ou aux endroits prévus. On pourra ainsi retirer une mutation génétique intempestive ou bien insérer un troisième élément – par exemple un correctif pour le gène défectueux. Ensuite, grâce à un de ses mécanismes de réparation de l'ADN, la cellule "recollera" naturellement les bouts.

En accordant ce titre à CRISPR/Cas9, Science ne croyait pas si bien dire – ou bien avait une idée derrière la tête. En effet, au dernier jour de 2015, le 31 décembre donc, la revue a publié une rafale de trois études réalisées par trois équipes américaines différentes qui ont toutes exploité ce traitement de texte génétique afin de soigner, avec un certain succès, des souris génétiquement modifiées pour développer la plus connue et aussi la plus grave de toutes les myopathies, la myopathie de Duchenne, aussi appelée DMD pour dystrophie musculaire de Duchenne.

Cette maladie génétique est due à une coquille dans l'écriture du gène codant pour la dystrophine, une protéine qui permet, en temps normal, à la cellule musculaire de maintenir l'intégrité de sa membrane pendant la contraction du muscle. Chez les personnes atteintes de la myopathie de Duchenne, le gène de la dystrophine étant mal rédigé – en général parce qu'une petite partie du code a disparu –, la machinerie cellulaire censée le lire n'y parvient pas et la protéine n'est tout simplement pas produite. Cela fait songer à un sac doté d'une fermeture à glissière à laquelle manquerait quelques dents : impossible de l'ouvrir. Comme on peut le voir chaque année au cours du Téléthon, les conséquences de cette anomalie sont terribles. Au bout de quelques années de vie, les muscles dégénèrent. Cet affaiblissement musculaire progressif empêche les personnes touchées – essentiellement des garçons car le gène en question est porté par le chromosome X que les individus mâles n'ont qu'en un seul exemplaire – de se déplacer et provoque leur mort précoce par défaillance du système cardio-respiratoire.

Le gène de la dystrophine étant très long, il s'avère difficile de tenter une thérapie génique classique qui consisterait à le faire entrer tout entier dans la cellule pour l'échanger contre le défectueux. D'où l'idée d'une petite "bidouille", d'une réparation légère, qu'ont eue les trois équipes qui publient leurs résultats dans Science : utiliser CRISPR/Cas9 pour faire sauter la partie mutée – et heureusement non essentielle – du gène. En effaçant l'élément illisible sur lequel bloquait la machinerie censée décoder le matériel génétique et le transcrire en dystrophine, on restaurera la fabrication de cette protéine indispensable au bon fonctionnement du muscle. Dans la pratique, ces chercheurs ont fait embarquer leur kit moléculaire à bord de virus ayant une attirance particulière pour les cellules musculaires. Ils ont ensuite injecté leur mixture à des souris malades, puis ils ont attendu. Au bout de quelques semaines, ils ont pu observer que, dans les muscles de ces rongeurs, se synthétisait de la dystrophine, inexistante jusqu'alors. Certes, la restauration était modeste et ne touchait que quelques pourcents des cellules, mais c'était suffisant pour constater une amélioration de la contraction musculaire chez les animaux traités, par rapport à ceux qui ne l'avaient pas été.

Une question se pose cependant : pourquoi ces équipes n'ont-elles pas fait la correction complète du gène en embarquant dans leur kit moléculaire le bout d'ADN bien écrit ? Pour y répondre, il faut savoir que la cellule a deux moyens différents de réparer une double hélice d'ADN une fois qu'elle a été sectionnée – ici par Cas9. Le premier, dit "réparation par jonction d'extrémités non homologues", est celui qui a été exploité lors de ces études. Ce mécanisme est un simple raboutage qui se contente de recoller les morceaux d'ADN sans trop se demander si cela sera lisible après (heureusement, les chercheurs y ont pensé à sa place). Avec le second moyen, dit "réparation par recombinaison homologue", la cellule va redonner à la molécule d'acide désoxyribonucléique sa forme initiale. Pour éviter qu'elle reproduise le défaut d'origine, il faut donc intégrer au kit de CRISP/Cas9 un modèle, correctement rédigé, de ce à quoi l'ADN doit ressembler une fois le recollage effectué. Mais il y a un hic :  en effet les cellules musculaires adultes ont perdu ce mécanisme de réparation-là en perdant leur capacité à se diviser... Pour une thérapie génique complète, il faudra donc trouver autre chose.

En attendant, ces trois études, même avec des résultats assez modestes, sont une preuve que la myopathie de Duchenne est soignable grâce à CRISPS/Cas9, notamment parce que, dans le cas de ces souris, des cellules du muscle cardiaque aussi se sont mises à fabriquer de la dystrophine. Les auteurs de ces travaux soulignent tous que cette technologie serait à même d'améliorer l'état de santé de 80 % des personnes atteintes de la DMD en restaurant, ne serait-ce que partiellement, l'expression de la protéine dans les muscles. Il faudra bien sûr vérifier que la technologie du couper-coller n'a pas fait de bêtise ailleurs dans le génome des cellules. Dans un des trois articles de Science , les chercheurs ont surveillé dix sites potentiellement modifiables par CRISPS/Cas9, ainsi que les spermatozoïdes des souris mâles, et ils n'ont trouvé aucune altération. Ils précisent néanmoins qu'il serait prudent d'effectuer un séquençage complet du génome pour valider la sûreté de cette approche thérapeutique.

Ainsi que l'a déclaré Charles Gersbach, chercheur à l'université Duke (Durham, Caroline du Nord) et responsable d'une des trois études, "i"il reste encore une quantité significative de travail à effectuer avant de transformer ceci en une thérapie pour l'humain." "Quantité significative de travail" l est un euphémisme. Il faudra des années pour montrer que cette voie est correcte, la tester sur des modèles de myopathie de Duchenne plus complexes, s'assurer que les vecteurs viraux sont inoffensifs, les rendre plus efficaces, passer à des tests sur des mammifères plus gros que des souris, pour, éventuellement, si tous ces obstacles sont franchis avec succès, envisager des essais cliniques sur l'homme... Malheureusement, et c'est forcément plus tragique dans la recherche médicale, ou des malades attendent, il y a toujours un gouffre temporel entre le travail fondamental et sa traduction concrète... si jamais elle vient.

 

 

 

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