Le travail de laboratoire augmente le potentiel de percée de la thérapie génique dans le syndrome de Down

Un premier pas vers le traitement chromosomique du syndrome de Down, également connu sous le nom de trisomie 21, a été révélé cette semaine lorsqu'un La nature Une étude publiée en ligne mercredi a décrit comment une équipe américaine a utilisé une technique génétique naturelle pour réduire au silence le chromosome supplémentaire responsable de la maladie génétique.

Le syndrome de Down se produit lorsque, au lieu d’avoir 23 paires de chromosomes, dont une paire de chromosomes sexuels, la personne atteinte présente trois copies du chromosome 21.

Cette «trisomie 21» entraîne des difficultés d'apprentissage et de nombreux inconvénients pour la santé physique, notamment des malformations cardiaques, un risque accru de leucémie infantile, des systèmes immunitaires et endocriniens perturbés et le développement précoce de la maladie d'Alzheimer.

Dans leur étude de preuve de principe, l'auteure principale Jeanne Lawrence, professeure de biologie cellulaire et développementale à la faculté de médecine de l'Université du Massachusetts, et ses collègues montrent pour la première fois comment l'altération génétique sous-jacente au syndrome de Down peut être supprimée.

L'étude est une percée car de nombreuses études ont montré comment il est possible de corriger un seul gène, mais personne d'autre ne l'a fait pour tout un chromosome, même si ce n'est dans une cellule trisomique.

En prenant cette mesure, les chercheurs ont proposé un point de départ pour étudier comment le trouble affecte d'autres parties du génome. Par exemple, quelles voies peuvent être impliquées? Comment la génétique et la biologie associée qui sous-tendent le syndrome affecté par la présence ou l'absence de ce chromosome supplémentaire?

Sachant cela n'a pas été possible avant. Les résultats de ces enquêtes pourraient un jour fournir de nouvelles cibles pour les médicaments et les thérapies géniques.

Progrès passé, présent et futur pour les maladies monogéniques

Lawrence déclare dans un communiqué que les dix dernières années ont vu des progrès considérables dans la capacité à corriger les troubles monogéniques. Ces projets ont démarré avec des cellules à tubes à essai, ont été transférés dans des cellules vivantes et certains en sont maintenant au stade des essais cliniques.

Jeanne Lawrence explique:

"En revanche, la correction génétique de centaines de gènes sur tout un chromosome supplémentaire est restée en dehors du domaine des possibilités.

Un chercheur sur les cellules souches, Nissim Benvenisty, de l’Université hébraïque de Jérusalem Nature News rapport sur l'étude que pour les chercheurs travaillant sur le syndrome de Down, "l'idée de fermer un chromosome entier est extrêmement intéressante".

Elle prévoit que les futures études compareront les cellules avec le chromosome 21 activé sur les cellules éteintes, afin de voir comment elles diffèrent en fonction et en réponse au traitement.

Pour leur étude, les chercheurs ont exploité la puissance d'un gène de l'ARN appelé XIST, qui réduit normalement au silence l'un des deux chromosomes X chez les mammifères femelles.

Ils ont découvert en laboratoire, en utilisant des cellules souches dérivées de patients, qu'ils pouvaient aussi faire taire d'autres chromosomes, y compris la copie supplémentaire du chromosome 21 dans les cellules des personnes atteintes du syndrome de Down.

La méthode repose sur le fait que XIST "peint" efficacement sur le chromosome supplémentaire afin que son ADN ne puisse pas être exprimé pour produire des protéines et d'autres composants. Le chromosome n'est pas supprimé, mais simplement désactivé, avec la plupart de ses gènes.

La possibilité d'activer et de désactiver XIST offre une chance d'étudier une "foule de questions différentes", dit Lawrence.

"Nous disposons maintenant d'un outil puissant pour identifier et étudier les pathologies et voies cellulaires affectées directement par la surexpression du chromosome 21", ajoute-t-elle.

L'équipe prévoit maintenant de voir si le nouvel outil peut corriger les défauts chromosomiques dans les modèles de souris du syndrome de Down.

Dans une étude publiée plus tôt cette année, une autre équipe de scientifiques a décrit comment certains marqueurs du syndrome de Down au deuxième trimestre, identifiés lors d’une échographie, étaient plus importants que d’autres.

Écrit par Catharine Paddock PhD