Quel est le principe de la technique CRISPR-Cas9 ?

CRISPR Cas9, une technique de modification du génome, encore méconnu, mais qui est prometteuse dans le domaine médical. Découvrons cette technique.

 

Les récentes recherches menées par les chercheurs et généticiens ont permis de développer la technologie CRISPR-Cas9. Cette technologie d’édition du génome est réputée pour être plus précise et plus rapide que les précédentes techniques de modification génétique utilisée jusqu’ici. Avec son champ d’application très large, le CRISPR-Cas9 suscite l’engouement des chercheurs. Voici tout ce qu’il faut savoir d’ailleurs sur le CRISPR et les domaines d’applications possibles pour cette technique.

CRISPR-Cas9 : une nouvelle technique d’édition de l’ADN

Certaines bactéries bénéficient d’un système naturel d’édition de génome pour lutter contre un agent pathogène tel qu’un virus. Lorsque des virus infectent les bactéries, elles découpent des séquences de leur ADN. Les bactéries vont insérer cette séquence d’ADN des virus dans leur propre ADN pour créer des matrices CRISPR. Grâce à ses segments, elles pourront reconnaître rapidement ces virus lors de ses prochaines attaques. Une enzyme telle que CRISPR-protéine 9 associée sera ensuite utilisée pour couper l’ADN du virus afin de le désactiver.

Les chercheurs médicaux se sont inspirés de ce système de protection naturel utilisé par les bactéries pour créer la technique CRISPR-Cas9. Le CRISPR-Cas9 ou le « Clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-protéine 9 associée » est une nouvelle approche développée par les chercheurs pour pouvoir modifier, ajouter ou supprimer une séquence des gènes de l’organisme.
Ce système comprend 2 molécules :

  • L’enzyme appelée Cas9 : elle sera comme la « paire de ciseaux » qui va découper les brins de l’ADN dans le but d’ajouter ou de retirer des séquences des gènes.
  • L’ARN guide ou ARNg : une petite séquence préconçue d’ARN.

Les bases de l’ARN guide seront complémentaires aux bases de la séquence d’ADN des cellules ciblées. Introduit dans les cellules, l’ARNg va ainsi reconnaître la séquence d’ADN où il doit s’attacher. L’enzyme Cas9 se fixe sur l’ARN pour couper les brins d’ADN une fois arrivée au bon endroit du génome.

Après la coupure des deux brins d’ADN, les cellules vont tenter de réparer l’ADN. Ce mécanisme naturel de réparation des cellules peut être utilisé pour modifier les gènes du génome d’une cellule cible. On distingue par exemple l’ajout ou la suppression de certaines séquences génétiques, l’édition d’une séquence d’ADN par un morceau personnalisé, etc.

Les applications et les implications de la méthode CRISPR-Cas9

Molécule d'ADN
D’un point de vue théorique, le « Clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-protéine 9 associée » est une solution efficace pour les maladies ayant un lien direct avec la génétique. Il se peut ainsi que ce système de modification du génome ait de forts potentiels dans le traitement et prévention des maladies très complexes tels que les maladies cardiaques, le cancer, l’hypercholestérolémie, les maladies mentales, les maladies monogéniques ou encore le VIH.

D’ailleurs, l’utilisation du CRISPR-Cas9 pour l’édition du génome des cellules non reproductives ou somatiques n’a présenté aucune controverse. Actuellement, plusieurs pays interdisent encore l’utilisation d’un outil tel que CRISPR-Cas9 pour modifier les gènes, selon des problèmes d’éthiques et de sécurité. Les chercheurs tentent encore de vérifier si l’utilisation de cet outil d’édition génétique est aussi efficace pour les cellules reproductives ou germinales : les ovules, les spermatozoïdes et les gènes des embryons. En effet, tout comme les autres méthodes d’édition des gènes, une modification apportée aux cellules reproductives peut être transmise d’une génération à une autre. S’il y a de mauvaises mutations, les gènes de toutes les générations futures pourraient être affectés.

« L’ARN guide comprend en général 20 bases. Pourtant, pour pouvoir se fixer, toutes ces bases ne doivent pas toutes correspondre. Dans le cas contraire, l’ARN guide pourra se lier à un mauvais endroit de génome qui va engendrer de mauvaises mutations. »

Bien que CRISPR-Cas9 présente un atout majeur pour les futurs traitements de nombreuses maladies, bon nombre de laboratoires de recherche n’utilisent encore l’édition du génome que dans des cellules animales. Quant à ses applications chez les humains et concernant la modification du génome des cellules reproductives, plusieurs recherches doivent encore être faites. Notamment pour savoir comment fixer le CRISPR-Cas9 avec précision, réduire les risques de mauvaises mutations et ce qu’il en est des effets d’une coupure hors cible.