Une nouvelle stratégie utilisant le clonage de cellules souches pluripotentes pour produire de nouveaux modèles de primates non humains de maladies humaines – CyCLONE

Il est urgent de développer des modèles de primates non humains (PNH) pour étudier les maladies génétiques humaines, notamment celles affectant le système nerveux central. Cependant, les stratégies actuelles reposant sur l’édition des embryons par CRISPR se révèlent inefficaces et coûteuses. Le présent projet vise à démontrer la faisabilité d’une approche alternative plus performante, reposant sur l’utilisation de cellules souches pluripotentes (PSC) issues de singes cynomolgus. Après modification génomique in vitro, ces PSC seront employées en tant que donneuses de noyaux pour un transfert nucléaire (TN) aboutissant à la génération d’individus clonés.

Cette approche offre plusieurs avantages notables :

- Modification génétique précise : introduire de petites modifications dans le génome du macaque pour reproduire fidèlement les mutations pathogènes humaines, en utilisant un nombre d’embryons bien inférieur à celui des méthodes actuelles.
- Production directe de cohortes génétiquement modifiées : générer de larges groupes d’animaux porteurs des mutations désirées, sans recourir à l’élevage de générations successives (F1, F2).
- Réduction de la variabilité phénotypique : constituer des cohortes d’animaux mutants et de type sauvage partageant le même arrière-plan génétique, ce qui est essentiel compte tenu de la grande diversité génétique des macaques.
Pour obtenir des modèles macaques fidèles et économiquement viables, il est indispensable de réunir ces trois conditions.

Notre stratégie pour optimiser le transfert nucléaire repose sur quatre axes principaux :
- Utilisation de CSP en état naïf : ces cellules présentent un contenu élevé en euchromatine, favorisant leur reprogrammation.
- Sélection des CSP en phase G1 : cette phase du cycle cellulaire est particulièrement propice à une reprogrammation nucléaire efficace.
- Modulation de la chromatine : l’application combinée de composés chimiques et d’ARNm permet d’inhiber les méthyltransférases d’histones et les histones désacétylases de classe I, tout en activant les déméthylases, améliorant ainsi l’efficacité de la reprogrammation.
- Transfert nucléaire en série : un premier cycle (TN1) sera réalisé avec des ovocytes bovins afin de produire, à moindre coût, des embryons au stade de la morula, suivi d’un second cycle (TN2) dans des ovocytes de singe cynomolgus pour générer des embryons clonés dépourvus de mitochondries bovines.

Le consortium réunit trois laboratoires experts dans leur domaines respectifs :
- Partenaire 1 : Stem Cell and Brain Research Institute (INSERM, P. Savatier) – pionnier dans la recherche sur les CSP naïves à travers plusieurs espèces (souris, lapin, humain et PNH).
- Partenaire 2 : Suranaree University of Technology, Thaïlande (R. Parnpai) – leader mondial dans le clonage de bovins.
- Partenaire 3 : National Primate Research Center of Thailand – fournissant l’expertise et les ressources nécessaires pour le transfert et le développement embryonnaire chez les primates.

Ce projet représente une étape importante vers des modèles primates efficaces et éthiquement responsables pour l’étude des maladies génétiques humaines.