Dans une étude publiée dans MedComm—Biomaterials and Applications Professeur Changyang Gong et son doctorat. l'étudiant Shiyao Zhou explique le mécanisme du système CRISPR/Cas9. Le système CRISPR/Cas9 se compose de la protéine Cas9 et de l'ARN directeur simple brin (sgRNA).
En présence d'un motif adjacent au protospacer (PAM), le sgRNA conduit avec précision l'endonucléase Cas9 vers les régions cibles, où il provoque des cassures double brin (DSB) de l'ADN, entraînant un changement génomique spécifique au site. La réparation endogène de l'ADN peut avoir lieu après la création d'un DSB via deux voies principales d'édition du génome :la jonction d'extrémités non homologues (NHEJ) ou la réparation dirigée par l'homologie (HDR).
En utilisant les caractéristiques biologiques de Cas9 ciblant des séquences d'ADN spécifiques sous la direction du sgRNA, les scientifiques ont développé des outils d'activation et d'inhibition du ciblage génique basés sur dCas9, appelés respectivement CRISPRa et CRISPRi.
Dans le document, les caractéristiques de trois formes de cargaisons CRISPR/Cas9 sont décrites. Les trois formes d'administration du système CRISPR/Cas9 sont les plasmides, les complexes d'ARNm/sgARN et de ribonucléoprotéine (RNP), chacun ayant ses propres avantages et inconvénients.
Néanmoins, quelle que soit la forme de la charge utile, il est difficile pour CRISPR/Cas9 de pénétrer dans les cellules cibles. Par conséquent, il est essentiel de développer une stratégie de nanotechnologie efficace pour la fourniture de CRISPR/Cas9.
Les techniques d'administration basées sur la nanotechnologie pour ces trois catégories de traitement du cancer sont résumées dans l'article. Bien que les vecteurs viraux soient les vecteurs d'administration les plus couramment utilisés pour le système CRISPR/Cas9, leurs applications ont été limitées en raison d'inconvénients tels qu'une capacité d'emballage limitée, une immunogénicité élevée et un manque de ciblage tissulaire.
Les nanoporteurs, c'est-à-dire les nanoparticules à base de lipides cationiques, les nanoparticules à base de polymères/polypeptides cationiques, les nanomatériaux inorganiques, les nanostructures d'ADN, les nanoparticules à base d'or et les exosomes ou vésicules extracellulaires, sont actuellement des méthodes d'administration pleines d'espoir pour les systèmes CRISPR/Cas9.
En prenant comme exemple les vecteurs non viraux à base de lipides cationiques, les vecteurs lipidiques cationiques peuvent charger le système CRISPR/Cas9 via des interactions électrostatiques. De plus, le ciblage des vecteurs peut être amélioré par une modification du ligand ou une modification structurelle pour favoriser l'absorption cellulaire et améliorer l'efficacité de la distribution.
Déclenchés par des environnements intracellulaires spécifiques ou des signaux extracellulaires, les nanoporteurs réactifs peuvent également obtenir une libération spécifique de CRISPR/Cas9 pour une édition génétique contrôlable spatio-temporellement. Ces systèmes d'administration intelligents basés sur la nanotechnologie améliorent considérablement les capacités thérapeutiques des tumeurs du système CRISPR/Cas9 et réduisent considérablement ses effets hors cible.
Les chercheurs fournissent de nouvelles informations sur les orientations futures de la recherche dans le domaine du système CRISPR/Cas9 basé sur la nanotechnologie. L’édition génétique à l’aide de la nanotechnologie CRISPR/Cas9 constitue une nouvelle aube dans le domaine du traitement du cancer. L'optimisation et l'amélioration continues des vecteurs non viraux de délivrance CRISPR/Cas9 montrent son grand potentiel de recherche et d'application dans le domaine de la thérapie oncologique.
Néanmoins, la majorité des recherches en sont encore à leurs débuts. CRISPR/Cas9 présente de nombreux problèmes non résolus au niveau moléculaire. En conclusion, une thérapie ciblée personnalisée basée sur CRISPR/Cas9 pourrait être l'avenir du traitement des tumeurs et apporter un nouvel espoir pour le traitement des tumeurs.
Plus d'informations : Shiyao Zhou et al, Système de diffusion CRISPR/Cas9 basé sur la nanotechnologie pour l'édition du génome dans le traitement du cancer, MedComm—Biomatériaux et applications (2024). DOI : 10.1002/mba2.70
Fourni par l'Association internationale d'échange et de promotion médicale du Sichuan
