Ces scientifiques de de l'Université de Pennsylvanie viennent de créer une nouvelle technique pour former des chromosomes artificiels humains « plus performants » : l’objectif est à la fois de permettre des recherches en laboratoire plus productives mais aussi de développer des thérapies géniques plus efficaces. Ces travaux, documentés dans la revue Science, expliquent comment ces « nouveaux » chromosomes artificiels humains (HAC) seraient capables d'agir au sein des cellules humaines, pourraient alimenter des thérapies géniques avancées, notamment celles visant certains cancers.
L’étude présente ainsi cette nouvelle technologie capable de produire des HAC à partir de constructions simples d'ADN. Les précédentes tentatives de fabrication de HAC s’étaient heurtées au fait que les constructions d’ADN utilisées ont tendance à se regrouper sous forme de réarrangements imprévisibles. La nouvelle méthode permet de créer des HAC plus rapidement et de manière plus précise, ce qui va augmenter la vitesse à laquelle la recherche sur l'ADN peut être effectuée. A terme, la technique pourrait conduire à des thérapies cellulaires mieux conçues et plus efficaces.
D’autant que ces « nouveaux » HAC savent coexister aux côtés des chromosomes naturels
donc sans qu’il soit nécessaire de modifier les chromosomes naturels de la cellule, relève l’auteur principal, le Dr Ben Black, professeur de biochimie et de biophysique à la Penn.
Les premiers HAC ont été développés il y a 25 ans et la technologie des chromosomes artificiels est déjà bien avancée pour les chromosomes plus petits et plus simples d’organismes inférieurs tels que les bactéries et les levures.
Les chromosomes humains sont une autre affaire,
en grande partie en raison de leurs plus grandes tailles et de leurs centromères plus complexes, la région centrale où se rejoignent les bras des chromosomes en forme de X. Les chercheurs ont réussi à former de petits chromosomes humains artificiels à partir de longueurs d'ADN auto-liées ajoutées aux cellules, mais ces longueurs d'ADN se multimérisent avec des organisations et des nombres de copies imprévisibles, ce qui complique leur utilisation thérapeutique ou scientifique.
Ces nouveaux HAC bénéficient de plusieurs innovations : de constructions d'ADN initiales plus grandes contenant des centromères plus grands et plus complexes, qui permettent aux HAC de se former à partir de copies uniques de ces constructions. Le système de livraison aux cellules a donc été conçu pour transporter des cargaisons plus importantes. En augmentant d'entrée la taille de la construction ADN, les scientifiques s’assurent que la dite construction reste sous la forme prévisible et intacte d'une seule copie au sein de la cellule.
Au final, la méthode se révèle beaucoup plus efficace pour former des HAC viables, facilement transmissibles aux cellules et fonctionnant comme des chromosomes naturels. Ces chromosomes artificiels, contrairement aux vecteurs viraux de gènes, permettent l’expression de vastes ensembles coopératifs de gènes, permettant de construire des machines protéiques et thérapeutiques plus complexes qui pourront alimenter des thérapies géniques et cellulaires plus sophistiquées.
Source: Science 21 March, 2024 DOI: 10.1126/science.adj3566 Efficient formation of single-copy human artificial chromosomes
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