Des ciseaux génétiques en mode camouflage aident à la recherche de thérapies anticancéreuses
Découverte de gènes négligés dans la formation des métastases
Les ciseaux génétiques CRISPR n'ont qu'une utilité limitée pour détecter les gènes cancérigènes chez les animaux, car la méthode interfère avec leur système immunitaire. Des chercheurs de l'ETH Zurich viennent toutefois de montrer que quelques astuces permettent de rendre les ciseaux génétiques invisibles pour les cellules immunitaires.
Le système immunitaire joue un rôle crucial dans la lutte contre les tumeurs et les métastases. Il est donc essentiel de mener des recherches sur le cancer dans des modèles de souris dotés d'un système immunitaire aussi naturel que possible - ce qui est plus facile à dire qu'à faire.
Grâce à la technologie CRISPR/Cas9, les chercheurs peuvent rapidement créer un pool de centaines de cellules tumorales, chacune avec un gène différent désactivé. Lorsqu'elles sont transplantées dans des souris, on peut voir lequel de ces gènes réduits au silence influe sur le développement et la propagation du cancer. Grâce à ces cribles CRISPR, les scientifiques sont en mesure d'identifier des approches précieuses pour le développement de nouvelles thérapies.
Mais cette méthode comporte un inconvénient. Les composants de CRISPR/Cas9 proviennent principalement de bactéries, ce qui fait qu'ils sont reconnus comme étrangers par le système immunitaire des souris et attaqués. Les chercheurs pensent que cette réaction fausse les résultats des criblages CRISPR.
Le groupe de recherche dirigé par Nicola Aceto, professeur d'oncologie moléculaire à l'ETH Zurich, a maintenant démontré en détail pour la première fois que c'est effectivement le cas. Parallèlement, l'équipe a présenté une solution élégante au problème : une stratégie spéciale qui recouvre CRISPR/Cas9 d'une sorte de manteau moléculaire, le rendant invisible pour le système immunitaire. Les résultats viennent d'être publiés dans la revue Cell.
Des composants bactériens interfèrent
Dans un premier temps, les chercheurs ont utilisé des modèles de souris bien caractérisés pour différents types de cancer afin d'étudier l'effet des composants bactériens de CRISPR/Cas9 sur la formation de tumeurs et de métastases.
Ils ont constaté que les cellules tumorales implantées chez les souris étaient plus souvent rejetées et génétiquement moins hétérogènes en présence des composants de CRISPR/Cas9. En outre, moins de métastases se sont formées. Par conséquent, la réponse du système immunitaire a empêché la progression normale du cancer dans les modèles animaux. "Nous avons été surpris de voir à quel point cela peut fausser les résultats des cribles CRISPR", a déclaré Massimo Saini, premier auteur de l'étude et ETH Pioneer Fellow dans le groupe d'Aceto.
Une cape d'invisibilité pour les cribles
Face à cette situation, l'équipe de l'ETH a mis au point une méthode alternative pour les cribles CRISPR/Cas9 qui ne déclenche pratiquement aucune réponse immunitaire. Pour ce faire, les chercheurs n'ont exposé les cellules tumorales aux ciseaux génétiques bactériens Cas9 que temporairement. En outre, ils ont mis au point une méthode permettant d'isoler uniquement les cellules tumorales dans lesquelles un gène avait été réduit au silence avec succès. Ces cellules ne contenaient plus de Cas9 ni d'autres éléments susceptibles de déclencher une réponse immunitaire.
Ils ont également échangé les gènes dits rapporteurs. Il s'agit de gènes qui sont incorporés dans le matériel génétique des cellules tumorales dans les cribles CRISPR à la place des gènes réduits au silence. Par la suite, le produit de ces gènes permet aux chercheurs de suivre les cellules tumorales modifiées chez les souris. Au lieu des gènes rapporteurs classiques, qui proviennent de divers organismes, on utilise maintenant un nouveau gène dont le produit ne diffère que très peu d'une protéine produite naturellement chez les souris. Cela lui permet de passer inaperçu, pour ainsi dire, et de ne pas être détecté par le système immunitaire.
"Nous avons mis au point une méthode permettant de réaliser des criblages CRISPR chez des souris dont le système immunitaire est intact, sans effets secondaires indésirables", résume le professeur Aceto. Ce qui est génial, c'est que le système est polyvalent et peut également être utilisé sur des souris humanisées, c'est-à-dire des animaux dotés d'un système immunitaire humain. "C'est aussi proche que possible des patients atteints de cancer. En outre, la cape d'invisibilité des ciseaux à gènes convient également aux applications en médecine personnalisée ou à la recherche sur les maladies auto-immunes.
"Avec ce système, nous atteignons un nouveau niveau de précision et - ce qui est particulièrement important pour nous - nous sommes en mesure de découvrir de nouvelles cibles pour les thérapies", déclare M. Saini.
Découverte de gènes négligés dans la formation des métastases
L'équipe a déjà effectué un criblage CRISPR avec la version masquée des ciseaux génétiques et a obtenu un résultat très prometteur : la réduction au silence de deux gènes appelés AMH et AMHR2 a considérablement réduit le nombre de métastases dans un modèle de cancer du sein chez la souris.
D'autres recherches ont montré que la voie de signalisation dans laquelle ces deux gènes sont impliqués est cliniquement pertinente. Par exemple, l'évaluation des données de patients a révélé que des niveaux élevés de protéine AMH dans la tumeur sont associés à des rechutes plus fréquentes et à une mortalité plus élevée dans le cancer du sein. Par conséquent, la paire de gènes AMH/AMHR2 représente une nouvelle approche dans la lutte contre les métastases.
"L'importance de cette voie de signalisation a été sous-estimée", explique M. Aceto. "Grâce à CRISPR en mode furtif, nous sommes maintenant en mesure de découvrir des connexions qui étaient auparavant cachées.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Massimo Saini, Francesc Castro-Giner, Adriana Hotz, Magdalena K. Sznurkowska, Manuel Nüesch, François M. Cuenot, Selina Budinjas, Gilles Bilfeld, Ece Su Ildız, Karin Strittmatter, Ilona Krol, Zoi Diamantopoulou, Aino Paasinen-Sohns, Maria Waldmeier, Rafaela Cássio, Susanne Kreutzer, Zacharias Kontarakis, Ana Gvozdenovic, Nicola Aceto; "StealTHY: An immunogen-free CRISPR platform to expose concealed metastasis regulators in immunocompetent models"; Cell
Autres actualités du département science
