Les résultats CRISPR contestés sur la modification des embryons humains

Des doutes ont été soulevés au sujet du document publié en août dans lequel des chercheurs ont déclaré avoir utilisé l’édition génétique CRISPR pour éliminer une mutation pathogène sur des embryons humains viables. Dans un article publié sur le site de prépublication bioRxiv le 28 août, des généticiens et une équipe de spécialistes des cellules souches se demandent si la mutation a effectivement été corrigée.

Le document Nature du 2 août, dirigé par le biologiste de la reproduction Shoukhrat Mitalipov de l’Oregon Health and Science University à Portland, a décrit des expériences sur des dizaines d’embryons pour corriger une mutation qui cause une maladie cardiaque appelée cardiomyopathie hypertrophique.

Mais il y a lieu de douter que cela se soit produit, en estimant que les résultats pourraient s’expliquer par des mécanismes alternatifs plutôt que par CRISPR, rapporte une équipe dirigée par Dieter Egli, un scientifique des cellules souches de l’Université Columbia à New York, et Maria Jasin, biologiste du développement au Memorial Sloan Kettering Cancer Center à New York. George Church, un généticien à Harvard Medical School à Boston, Massachusetts, est un autre co-auteur. “La mutation n’a jamais été corrigée, les chercheurs de l’Oregon ont juste montré qu’elle était absente et cela peut être provoqué par la suppression plutôt que la correction de l’ADN”.

“La critique d’Egli et al. ne propose pas de nouveaux résultats, mais repose sur des explications alternatives de nos résultats basées sur de la pure spéculation”, a déclaré Mitalipov dans un communiqué.

Inter-homologue repair in fertilized human eggs? Dieter Egli, Michael Zuccaro, Michal Kosicki, George Church, Allan Bradley, Maria Jasin
bioRxiv 181255; doi: https://doi.org/10.1101/181255

Nature, Motherboard, New Scientist, Knoepfler Lab Stem Cell, Actualités Houssenia Writing

Les premiers embryons humains édités aux États-Unis

Les chercheurs ont démontré qu’ils peuvent améliorer efficacement l’ADN des embryons humains.

La première tentative de création d’embryons humains génétiquement modifiés aux États-Unis a été réalisée par une équipe de chercheurs à Portland, Oregon. L’essai dirigé par Shoukhrat Mitalipov, de l’Oregon Health and Science University, a consisté à changer l’ADN d’un grand nombre d’embryons à une seule cellule avec la technique d’édition de gènes CRISPR, selon les personnes connaissant les résultats scientifiques.

Jusqu’à présent, seules des scientifiques chinois avaient publié des rapports d’éditions d’embryons humains. Maintenant, Mitalipov aurait innové à la fois dans le nombre d’embryons et expériences en démontrant qu’il est possible de corriger efficacement et de façon sécuritaire des gènes défectueux qui causent des maladies héréditaires.

Premier test humain en Chine pour la technique d’édition du génome
Un premier essai de CRISPR modifiera les gènes à l’intérieur du corps humain
Les scientifiques chinois modifient encore des embryons humains
Chine : la première modification génétique d’embryons humains

Bien qu’aucun des embryons n’a été autorisé à se développer pendant plus de quelques jours – et il n’y avait jamais eu l’intention de les implanter dans un utérus – les expériences sont un jalon sur ce qui peut s’avérer être un voyage inévitable vers la naissance des premiers humains génétiquement modifiés ou génétiquement augmentés.

En modifiant le code ADN des embryons humains, l’objectif des scientifiques est de montrer qu’ils peuvent éradiquer ou corriger les gènes qui causent une maladie héréditaire, comme la maladie du sang, la bêta-thalassémie. Le processus est appelé « ingénierie de la lignée germinale » (génie génétique, ingénierie germinale) car tout enfant génétiquement modifié passerait les changements aux générations suivantes grâce à leurs propres cellules germinales : les œufs et les spermatozoïdes.

Certains critiques disent que nous entrerons dans une fabrique du « bébé parfait » ou du « bébé sur mesure » (le business du bébé à la carte représente neuf milliards d’euros par an – ArtéInfo) uniquement conçus avec des améliorations génétiques. L’année dernière, James Clapper, directeur du renseignement US (CIA) avait déclaré que la “modification du génome est une arme de destruction massive.”

« La recherche dans l’édition du génome réalisée par les pays avec différentes normes réglementaires ou éthiques différentes que celles des pays occidentaux augmentent probablement le risque de la création d’agents ou de produits biologiques potentiellement dangereux ».

Mitalipov a refusé de commenter les résultats, qui sont en attente de publication.

MIT Technology Revirw

→ maj au 05/08/2017 : Les détails de la recherche ont été publiés dans Nature. doi:10.1038/nature23305. Washington Post, Oregon Health & Science University

Première expérience d’édition d’embryon humain aux États-Unis corrige le gène pour la maladie cardiaque : Shoukhrat Mitalipov, l’un des principaux auteurs du document et chercheur à l’Oregon Health & Science University, a déclaré qu’il était conscient de la nécessité d’une plus grande discussion éthique et juridique sur la modification génétique des humains, mais que le travail de son équipe est justifié car il Implique de «corriger» les gènes plutôt que de les modifier.

A video shows the injection of gene-editing chemicals into a human egg near the moment of fertilization. The technique is designed to correct a genetic disorder from the father. Images courtesy of OHSU

Une technologie de bio-impression révolutionnaire produit des battements cardiaques

The Heart Research Institute’s 3D cell printer.
Supplied: HRI

Des chercheurs du Heart Research Institute (HRI) ont mis au point une bio-imprimante 3D, (3D bioprinter), le premier du genre en Australie, qui pourrait remplacer les cellules endommagées d’un patient après une crise cardiaque.

«Les patients nous fourniraient des cellules de leur peau lorsqu’ils viennent à la clinique», a expliqué le Dr Carmine Gentile, scientifique de l’HRI. «Ces cellules peuvent générer des cellules souches et des cellules cardiaques.» La pièce des cellules cardiaques battantes produite peut être collée directement à un organe endommagé suite à une attaque. Afin d’être sûr que ce patch (la pièce) est de la bonne taille et forme, le cœur de chaque patient est d’abord numérisé pour cartographier les dommages.

D’après Gentile, «les cellules se comport[ai]ent comme un cœur réel. C’est une constatation frappante que nous avons pu identifier dans notre laboratoire.»

Initialement, une méthode utilisée pour produire divers outils et équipements, l’impression 3D a été rapidement adaptée à la médecine. Cependant, tous les bioprinteurs sont encore expérimentaux, puisque leur production n’a pas encore été rigoureusement testé par des experts médicaux.

Le bioprinting (bio-impression) est sans doute plus efficace que les méthodes actuelles à faire face aux crises cardiaques, qui obligent à ouvrir les vaisseaux cardiaques pour faciliter l’augmentation du débit sanguin. Théoriquement, cette méthode d’impression et de correction devrait fonctionner pour tous les patients sans crainte de rejet.

«Nous n’avons pas réussi à trouver une solution pour remplacer le muscle cicatriciel ou pour régénérer les cœurs. C’est le Saint Graal de la recherche cardiovasculaire en ce moment et ce n’est qu’une solution excitante potentielle », a déclaré Gemma Figree, cardiologue de la Kolling Institute.

Ceci est particulièrement pertinent puisque, selon la Heart Foundation, une personne souffre d’une crise cardiaque toutes les 34 secondes aux États-Unis, tandis que quelqu’un meurt d’une maladie cardiaque toutes les 60 secondes. Les coûts des maladies cardiaques s’élèvent à 320,1 milliards de dollars, en prenant en compte la perte de productivité et les dépenses de santé.

Les experts de l’HRI croient que les cellules cardiaques synthétiques pourraient même être utilisées pour tester les médicaments, en particulier les effets secondaires qui pourraient affecter le patient. Selon les chercheurs, ces méthodes bioprinting pourraient être disponibles d’ici environ cinq ans. Le processus sera cependant coûteux, car il est coûteux de collecter du matériel biologique pour la bio-impression 3D d’un patch.

traduction Thomas Jousse

ABC News, The Heart Foundation, Futurism

Nous pouvons maintenant cibler les maladies en imitant les vaisseaux sanguins

A graphical schematic (left) and photograph (center) of the bi-layer device showing the upper (marked with yellow lines) and lower (marked with red lines) channel separated by a semi-permeable membrane. The schematic on the right depicts the culture of a monolayer of endothelial cell on the semi-permeable membrane and the manner in which TNF-α treatment is performed from the lower channel. B, (i) Bright field image of the upper (marked with yellow lines) and lower (marked with red lines) channel defining the upstream, TNF-α activated and downstream sections, (ii) Fluorescently labeled F-actin cytoskeleton (FITC phalloidin) images of confluent BAOEC layer aligned to flow (12 dyne/cm2 FSS for 24 hrs). The cells are cultured on the semi-permeable membrane in the upper channel of the device. Arrow shows flow direction (Scale bar: 100 μm) Credit: Yaling Liu

Le dépistage des drogues coûte entre $50 et $ 115 millions par médicament testé. Cette nouvelle méthode est peut-être en mesure de réduire considérablement les coûts.

L’Évolution des nanotechnologies de ces dernières années ont largement ouvert la voie sur la façon dont nous traitons les maladies humaines. De minuscules dispositifs mesurant seulement 1 à 100 micromètres de longueur nous ont permis de visualiser et de cibler les cellules individuelles pour le traitement.

Mais même avec la capacité de libérer des médicaments directement aux cellules, nous n’avons pas été en mesure d’observer les interactions cellulaires dans un environnement micro-fluide. Être en mesure d’afficher un environnement micro-liquide qui imite le débit sanguin aiderait les scientifiques à découvrir comment les cellules réagissent aux maladies, ainsi que la façon dont ils pourraient réagir aux traitements spécialisés.

Récemment, une équipe de chercheurs de l’Université de Pennsylvanie et de l’Université de LeHigh découvre une technique pour faire exactement cela. Leur recherche est ciblée vers l’inflammation de vaisseaux sanguins qui mène à une maladie cardiaque, causant plus de 17,3 millions de morts par an dans le monde entier.

Leurs travaux sont publiés dans le  Biomicrofluidics .

Ce type d’inflammation se produit à partir de cellules dysfonctionnelles (plus précisément, les cellules endothéliales) après qu’ils entrent en contact avec une molécule appelée la molécule d’adhésion intercellulaire-1 (ICAM-1). ICAM-1 s’accroche à la surface des cellules, ce qui conduit à l’inflammation. Être capable d’observer directement les cellules endothéliales endommagées dans cet environnement micro-fluide permettra aux chercheurs d’élaborer un traitement beaucoup plus efficace.

Observer ces conditions depuis l’intérieur du corps humain n’est pas possible, et en utilisant une culture de cellules statiques (par exemple, une boîte de Pétri) n’imite pas cet environnement.

Si l’équipe se tourna vers ICAM-1 de nanoparticules revêtues d’anticorps comme sondes d’imagerie afin d’évaluer l’état de la cellule. « Nous avons pu imiter et observer le processus de transfert dynamique – ce moment quand [ICAM-1] des nanoparticules enduits d’anticorps se lient à la cellule, l’inflammation de signalisation régulée positivement par les cellules endothéliales – sur une puce, » expliquent Yaling Liu, professeur agrégé de génie mécanique, de bio-ingénierie à Lehigh et co-auteur de l’étude.

Cette méthode, ajoute-t-il, coûte moins cher que d’autres techniques, est généralement plus sûre et stimule des conditions similaires dans le corps humain.

Les avantages sont nombreux. L’ingéniosité de l’équipe pourrait ouvrir la voie vers une nouvelle stratégie pour déterminer l’efficacité et l’innocuité des médicaments. Parce que les cellules saines et malades existent sur la puce en même temps, la zone localisée peut être utilisée pour tester l’efficacité des médicaments.

En cas de succès, elle réduirait le besoin d’essais cliniques humains, qui coûtent entre 50 $ et 115 $ millions par médicament testé.

Ce nombre augmente selon la région anatomique associée. Les sociétés pharmaceutiques pourraient avoir un aperçu dans l’efficacité du médicament avant d’opter pour des essais cliniques. Elle permettrait également une libération plus grande des médicaments approuvés par la FDA, les essais cliniques ralentissent ce processus. La mise en culture des cellules du patient directement sur la puce peut également conduire à un traitement spécifique au patient.

Comme leurs recherches s’élargissent au-delà de l’inflammation des vaisseaux sanguins, Liu et son équipe espèrent être à l’avant-garde d’une nouvelle ère de l’amélioration de la médecine.

Sources : Phys.org, Biomicrofluidics, Futurism