Génotoxicité induite par CRISPR-CAS9 – CRISPR-genotox
Thérapie génique par CRISPR-Cas9: importance de l'évaluation des potentiels risques génotoxiques et de leur prévention
De nombreux essais cliniques utilisant la technologie CRISPR pour la thérapie génique sont en cours, dans de nombreux domaines médicaux (cancérologie, maladies génétiques rares, infectiologie...)e premier médicament a obtenu une autorisation de mise sur le marché en France. Ces nouveaux outils modifient le génome des cellules en créant une cassure double brin de l'ADN. Il est important d'évaluer les éventuels risques liés à cette manipulation.
L'objectif de ce travail est d'évaluer la génotoxicité au locus ciblé dans des cellules humaines d'intérêt clinique. Elle pourrait induire une instabilité génomique délétère pour le cellule. Pour cela, des méthodes sensibles innovantes sont développés à l'échelle de la cellule isolée pour une grande sensibilité (cytométrie et scSNP-DNAseq). Le premier objectif sont de détecter d'éventuelles remaniements chromosomiques, de les quantifier, de les décrire. Le second objectif est de comprendre les mécanismes impliqués afin de comprendre pourquoi seule une petite partie des cellules présentent des remaniements chromosomiques. Le dernier objectif est de prévenir l'apparition des ces évènements non souhaités.
Les travaux réalisés ont permis de mieux décrire et comprendre la génotoxicité induite par CRISPR-Cas9 nucléase au locus ciblé.
Ces études, par le développement de méthodes très sensibles, permettent i) de mieux appréhender les risques liées à l'utilisation de ces technologies innovantes, ii) de comprendre les mécanismes impliqués dans l'apparition des effets indésirables pour pouvoir proposer des méthodes fiables de détection et des solutions de prévention utilisables en laboratoire et dans le cadre des thérapies géniques.
Les travaux ont permis en particulier de mettre en évidence le rôle de p53 et du cycle cellulaire dans l'apparition des événements indésirables. Ces résultats ont permis de proposer un protocole avec du palbociclib pour reduire la génotoxicité de la nucléase CRISPR-Cas9 et de proposer une méthode d'analyse performante de la génotoxicité (scSNP-DNAseq).
Nos travaux ont permis de proposer:
- un protocole d'édition permettant de réduire drastiquement la génotoxicité de la nucléase (palbociclib)
- une méthode d'analyse sensible et innovante de la génotoxicité par séquençage de l'ADN au niveau de chaque cellule
Un réseau national FHU Redgene a été créé pour le suivi de la génotoxicité du médicament Casgevy utilisant la technologie CRISPR chez les patients atteints d'hémoglobinopathies. Nous y participons en proposant la technologie scSNP-DNAseq pour le suivi longitudinal de la stabilité du génome des cellules génétiquement modifiées.
La nucléase CRISPR-Cas9 est une technologie très prometteuse pour la thérapie génique. Les premiers essais cliniques ont commencé. Cependant, l'édition du génome, pour être sûre, doit être précise et fiable. De manière inattendue, nous avons observé des délétions chromosomiques terminales de plusieurs mégabases, suite au ciblage de de 2 loci différents dans les lignées cellulaires. Ces résultats soulèvent un nouveau problème de sécurité potentiellement inquiétant pour l'utilisation de CRISPR en clinique, avec la perte de nombreux gènes. Cet effet secondaire de la nucléase a été récemment confirmé dans des embryons humains. Sa prévalence est inconnue dans les cellules primaires non embryonnaires humaines. Ce projet évaluera si des modifications génomiques importantes médiées par Cas9 se produisent dans les cellules primaires utilisées en thérapie génique, mesurera leur impact fonctionnel et révélera les mécanismes moléculaires pour trouver des solutions pour sécuriser CRISPR-Cas9.
Coordination du projet
Aurélie BEDEL (INSERM U1035 BIOTHÉRAPIES DES MALADIES GÉNÉTIQUES ET CANCERS)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
U1035 BMGIC INSERM U1035 BIOTHÉRAPIES DES MALADIES GÉNÉTIQUES ET CANCERS
Aide de l'ANR 322 313 euros
Début et durée du projet scientifique :
septembre 2021
- 36 Mois
