L’édition Prime fait passer la thérapie génique à un niveau supérieur

Cette étude est dirigée par le professeur Xianqun Fan (Département d’ophtalmologie, école de médecine de l’université Jiao Tong de Shanghai, hôpital populaire affilié au neuvième).

L’édition génétique ouvre la voie à une nouvelle ère de traitement des maladies, car de nombreuses maladies génétiques sont causées par des mutations de paires de bases dans l’ADN génomique. Avec le développement rapide de la technologie d’édition du génome, de nouveaux outils d’édition tels que l’édition de base et l’édition principale ont attiré l’attention du public et ont marqué le début de grands progrès dans ce domaine.

Proposé par l’équipe de David Liu en 2019, Prime Editing (PE) se caractérise par le fait qu’il ne nécessite pas de cassures double brin (DSB) ou de modèles de séquences d’homologie avec des scénarios d’application variables incluant des mutations ponctuelles ainsi que des insertions ou des suppressions. Le système PE se compose de deux parties : Prime Editors (PE) et Prime Editing Guide RNA (pegRNA). Les éditeurs principaux sont un type de protéines de fusion entre un mutant nickase Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) H840A et un domaine de transcriptase inverse (RT) modifié. Le pegRNA agit à la fois comme un sgRNA et un modèle donneur pour le changement souhaité. Il contient une séquence espaceur, un échafaudage et une extension 3′, qui consiste en une séquence de liaison à l’amorce (PBS) et une matrice RT (RTT). La séquence d’espacement indique le site cible. Après incision du brin d’ADN contenant le PAM par le domaine nickase Cas9, l’extrémité 3′ résultante s’hybride avec le PBS et sert d’amorce d’ADN pour la transcription inverse par le domaine RT.

Lorsqu’ils sont introduits dans une cellule, les PE ciblent le site d’édition et coupent le seul brin d’ADN contenant le PAM, entraînant la libération de l’extrémité 3′ de l’ADN, qui peut s’hybrider avec la partie d’extension du pegRNA. La transcriptase inverse polymérise ensuite l’ADN modifié à partir de la matrice RT du pegRNA dans le site cible, créant soit un lambeau 3′ avec une modification, soit un lambeau 5′ sans modification. La préférence pour l’excision du lambeau 5′ et la ligature du lambeau 3′ aboutit finalement à un ADN hétéroduplex contenant un brin édité et un brin non édité. La réparation ou la réplication de l’ADN copie la modification dans le brin complémentaire et installe de manière permanente la modification souhaitée.

La technologie PE s’est développée et a évolué rapidement au cours des quatre dernières années, avec diverses avancées dans son architecture pour augmenter l’efficacité du traitement, la capacité de ciblage et la spécificité, notamment une nouvelle conception de pegRNA, la modification du PE et l’amélioration de la délivrance. De plus, malgré son introduction relativement récente, l’EP a été largement utilisée pour corriger des mutations pathologiques dues à des maladies génétiques. in vitro Et in vivoqui a un grand potentiel pour faire progresser le domaine de la thérapie génique, du laboratoire au chevet du patient.

Dans cette revue, les auteurs décrivent en détail l’historique du développement de Prime Editing, le dernier développement des technologies basées sur CRISPR-Cas. Des sites Web pour la conception de pegRNA ont été répertoriés, notamment pegFinder, pegIT, PrimeDesign, etc. Différentes méthodes de séquençage pour la prédiction hors cible sont également discutées. La section suivante résume ensuite brièvement l’application de l’EP dans des modèles de maladies humaines allant des maladies oculaires aux maladies héréditaires du foie. Avec une efficacité d’usinage plus élevée et moins de sous-produits que les outils d’usinage traditionnels, l’usinage primaire est prometteur en tant que stratégie thérapeutique pour les maladies humaines.

En résumé, la PE constitue une étape importante dans le développement d’une méthode universelle d’édition du génome. Son adaptation clinique pour corriger avec précision les mutations pathogènes connues dans les maladies humaines pourrait propulser la prochaine frontière des traitements personnalisés.