Les scientifiques savent déjà modifier les « lettres » individuelles de l'ADN. Il est bien plus difficile de remplacer d'un coup un large segment d'un gène — surtout sans cassure double brin de l'ADN.
Un nouveau travail publié dans la revue Nature décrit le prime assembly — une méthode qui élargit les possibilités du prime editing et permet d'insérer dans des régions déterminées du génome des fragments d'ADN de plusieurs milliers de nucléotides.
Le système crée sur les deux brins d'ADN de courts « queues » monocaténaires 3′. Celles-ci sont choisies de manière à correspondre aux extrémités du fragment donneur. Ensuite, les mécanismes cellulaires complètent et assemblent eux-mêmes la molécule.
Par son principe, cela rappelle l'assemblage de Gibson — une façon de réunir des fragments d'ADN dans un tube à essai. Sauf qu'ici, un tel assemblage se produit directement à l'intérieur d'une cellule vivante.
Dans l'une des expériences, les chercheurs ont travaillé avec le gène TINF2, dont les mutations sont associées à de graves troubles du maintien des télomères. Ils ont remplacé un segment de 106 nucléotides, tout en conservant la séquence d'acides aminés de la protéine. Dans les cellules K562, l'efficacité de l'édition atteignait 33,1%.
Les auteurs ont également montré l'intégration de séquences donneuses allant jusqu'à 12,1 kilobases et la possibilité de grands remaniements du génome déjà existant, jusqu'à une échelle mégabasique.
Il est particulièrement important que le prime assembly ait fonctionné non seulement dans des lignées cellulaires de laboratoire, mais aussi dans des cellules hématopoïétiques humaines primaires CD34+ et des lymphocytes T, y compris des cellules quiescentes. L'efficacité y est encore nettement plus faible, mais le simple fait d'une telle édition élargit le champ d'application potentiel de la méthode.
L'idée d'une thérapie indépendante de la mutation précise est elle aussi intéressante. Au lieu de créer un outil distinct pour chaque mutation, on peut tenter de remplacer ou de recoder d'un coup tout un segment problématique d'un gène.
Autrement dit, le principe peut changer : une mutation → une correction sur un segment de gène → une construction universelle.
Pour l'instant, le prime assembly reste une technologie expérimentale. Il reste encore à la rendre plus efficace dans les cellules importantes sur le plan thérapeutique et à résoudre le problème de l'acheminement des composants directement dans l'organisme.
Mais le concept lui-même témoigne d'un tournant important dans l'ingénierie génétique : l'édition du génome passe peu à peu du découpage de l'ADN à son assemblage programmable à l'intérieur de la cellule.
