Des chercheurs du Broad Institute du MIT et de Harvard ont montré qu'un système d'édition basé sur CRISPR peut couper et lier l'ARN dans les cellules de mammifères. Dans un article paru cette semaine à La nature , l'équipe a utilisé CRISPR-Cas13, que les chercheurs avaient contribué à découvrir, à la fois pour réduire les niveaux d'ARN et "marquer" les ARN afin de les visualiser et de les suivre dans les cellules. Les chercheurs utilisaient auparavant CRISPR-Cas13 pour cibler l'ARN dans les cellules bactériennes, mais prouver que le système pouvait fonctionner de manière sûre et efficace dans les cellules de mammifères était une étape critique vers l'utilisation du système pour étudier la biologie et les maladies humaines.

Disposer de ce type d'outil programmable pour moduler l'ARN dans les cellules de mammifères crée de nouvelles opportunités pour apprendre comment les cellules fonctionnent et, potentiellement, pour concevoir des thérapies plus sûres. Contrairement à l'édition de l'ADN, qui apporte des modifications permanentes au génome d'une cellule, le ciblage de l'ARN pourrait permettre aux chercheurs d'apporter des modifications temporaires qui modifient la quantité de protéines produites par un gène plutôt que d'arrêter complètement la production.

"Même si nous avons de bons outils pour supprimer les gènes, ils présentent encore de nombreuses limites qui rendent difficile l'étude de la fonction des gènes, " explique le co-premier auteur Omar Abudayyeh, qui est un étudiant diplômé du laboratoire de Feng Zhang, membre principal de Broad et professeur agrégé du MIT. "Cas13 vous permet de faire baisser les niveaux d'expression des gènes sans les éliminer complètement, ce qui est utile pour l'étude des gènes et peut offrir une approche thérapeutique moins toxique pour corriger les maladies génétiques."

L'équipe, dirigé par des scientifiques du laboratoire de Zhang, testé les enzymes Cas13 de quinze microbes différents pour trouver celui-ci, de Leptotrichia wadei (LwaCas13a), qui convenait le mieux à la tâche. L'utilisation de LwaCas13a leur a permis de couper des sites spécifiques dans l'ARN ciblé avec une plus grande spécificité que l'outil de choix actuel pour le knockdown de l'ARN, ARN-interférence (ARNi). Bien que l'ARNi puisse être un outil utile, cela conduit souvent à des effets indésirables non ciblés, rendant les expériences difficiles à interpréter. Ces effets hors cible ont été considérablement réduits avec Cas13.

L'équipe de Zhang a également démontré qu'une variante dite "morte" de Cas13 qui se lie à l'ARN mais ne le coupe pas peut être combinée avec des "étiquettes" fluorescentes lumineuses pour suivre visuellement l'ARN cible lorsqu'il se déplace dans la cellule.

"Notre ingénierie de Cas13 ici pour lier et imager les transcrits montre la promesse de cette plate-forme pour le développement d'un ensemble plus large d'outils pour surveiller et manipuler l'ARN, " ajoute le co-premier auteur Jonathan Gootenberg, qui est également un étudiant diplômé du laboratoire de Zhang ainsi que du laboratoire du membre principal de Broad, Aviv Regev.

Les chercheurs notent que la capacité native de CRISPR-Cas13 à lier l'ARN le rend également plus facile à utiliser que d'autres technologies, qui obligent actuellement les chercheurs à modifier le génome d'un organisme afin de créer un site de liaison. Ces caractéristiques pourraient faire de CRISPR-Cas13 un ajout clé à la boîte à outils des biologistes pour étudier la fonction des gènes ; les chercheurs peuvent obtenir des outils CRISPR-Cas13 via le référentiel de plasmides à but non lucratif Addgene.