Neha Mathur

L’édition du génome prévient la cardiomyopathie hypertrophique chez la souris

Dans une récente étude publiée dans la revue Médecine naturelle, les chercheurs ont cherché des remèdes uniques pour la cardiomyopathie hypertrophique (HCM). Ils ont utilisé un modèle murin de HCM précédemment construit, désigné R403Q-129SvEv, pour évaluer deux thérapies géniques différentes, comme suit :

i) un éditeur de base d’adénine (ABE8e)

ii) une puissante nucléase Cas9 délivrée par un vecteur de virus adéno-associé (AAV).

Notez que la protéine 9 associée à des répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées (CRISPR-Cas9) utilise des séquences CRISPR, une famille de séquences d’acide désoxyribonucléique (ADN) trouvées dans les génomes de certaines bactéries, comme guide pour identifier et cliver d’autres séquences d’ADN complémentaires.

Étude : Une édition efficace du génome in vivo prévient la cardiomyopathie hypertrophique chez la souris.  Crédit d'image : Catalin Rusnac/ShutterstockÉtude : Une édition efficace du génome in vivo prévient la cardiomyopathie hypertrophique chez la souris. Crédit d’image : Catalin Rusnac/Shutterstock

Arrière-plan

Bien que rare, la HCM, une maladie génétique primaire du myocarde, provoque une hypertrophie ventriculaire gauche (HVG) qui augmente la fibrose myocardique. Par la suite, le risque d’insuffisance cardiaque, d’accident vasculaire cérébral et d’arrêt cardiaque soudain augmente. Il provient de l’allèle faux-sens dominant qui perturbe la chaîne lourde de la myosine cardiaque de la protéine contractile (mihc) Inhumains.

Tous les facteurs qui influencent l’apparition de HCM restent inconnus ; cependant, les variants alléliques pathogènes de la myosine sont connus pour produire une HCM symptomatique au début de l’âge adulte lorsque l’HVG et les symptômes sont absents, ce qui présente une fenêtre d’opportunité pour des interventions potentielles visant à limiter ou à prévenir la maladie.

Bien que les médicaments et les appareils puissent aider à réduire les symptômes de la CMH, ils ne peuvent pas prévenir l’insuffisance cardiaque, principale cause de décès prématuré chez les patients atteints de CMH. La découverte de la base moléculaire de la HCM pourrait désormais permettre des interventions précoces grâce à des thérapies géniques. L’édition de gènes via des vecteurs, tels que l’AAV, pourrait même aider à des modifications permanentes de l’ADN pour prévenir de telles maladies.

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À propos de l’étude

Les souris 129SvEv (mâles uniquement) hébergeant un R403Q (un allèle variant pathogène de la HCM) imitent les principales caractéristiques de la HCM humaine, y compris la LVH. Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé ces souris, qui portent un résidu hétérozygote R403Q non-sens dans leur α- cardiaque mih6, pour étudier les effets du traitement sur la morphologie cardiaque. Ils ont utilisé des souris femelles R403Q-129SvEv pour examiner l’efficacité de l’édition de gènes. De plus, l’équipe a évalué différentes stratégies pour modifier ou faire taire l’allèle HCM chez les souris R403Q pour la prévention de l’HCM. Pour ce faire, ils ont utilisé un vecteur AAV9 codé Staphylococcus aureus Cas9.

Résultats

La découverte la plus surprenante de l’étude actuelle était que la correction génétique permanente de tous les cardiomyocytes n’était pas obligatoire pour empêcher le développement de HCM. Le séquençage des petits acides ribonucléiques nucléaires (snRNA-seq) a montré que le séquençage ciblé de mihc6 les transcrits ont modifié efficacement plus de 70 % des allèles R403Q dans les cardiomyocytes ventriculaires et ont maintenu une structure et une fonction cardiaques saines.

Les animaux de test avec des chambres intercardiaques ou intracardiaques modifiées de manière variable n’ont eu aucune répercussion fonctionnelle néfaste, bien que l’édition génétique des oreillettes ait été moins efficace que celle des ventricules. Probablement en raison d’un faible débit sanguin et d’une pression de perfusion dans les oreillettes qui ont limité l’administration de vecteurs. Cependant, une dose supplémentaire de traitement a amélioré l’édition auriculaire chez les patients HCM. Les chercheurs ont plaidé pour des travaux supplémentaires sur les grands animaux afin de déterminer si l’édition de gènes influence l’hémodynamique cardiaque et la vulnérabilité aux arythmies.

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De plus, les chercheurs ont noté que l’administration intrathoracique de petits ARN interférentiels (siARN) codant pour AAV9 chez des souris 129SvEv (régulées par le promoteur de la troponine T de poulet spécifique aux cardiomyocytes) réduisait sélectivement la transcription mutante de 25 %. De plus, son effet prévient l’apparition de l’HVG pendant six mois avant de diminuer.

De plus, les chercheurs ont noté que les thérapies d’éditeur de base chez les souris transgéniques atteignaient une efficacité d’édition génomique de 20 à 30 % (modérée) dans les tissus cardiovasculaires avec des vecteurs AAV9 doubles, chacun avec un demi-éditeur de base d’adénine intéine fractionnée (ABE8e). Par exemple, les éditions de visionneuse pourraient remplacer une lysine à la position 405 par une arginine. En général, ces traitements ont empêché tous les phénotypes HCM, y compris les phénotypes fonctionnels et histopathologiques dans les modèles murins.

De même, ils ont effectué une faible édition hors cible à cinq des 16 loci potentiels dans les régions génomiques introniques ou intergéniques de la souris. Au milieu d’expositions de plus longue durée à l’éditeur de gènes, un locus a atteint une efficacité d’édition d’environ 8 %. Notamment, l’édition de gènes transitoire et hors cible n’a pas entraîné d’effets indésirables chez les souris traitées. Cependant, d’autres études sur des lignées cellulaires d’origine humaine et des primates non humains sont justifiées pour caractériser les risques à long terme.

La livraison par AAV9 de la nucléase Cas9 guidée par l’ARN a effectivement inactivé l’allèle pathogène, mais avec des effets délétères dépendant de la dose sur la fonction contractile, indiquant la disponibilité d’une fenêtre thérapeutique étroite. Les patients atteints de HCM ont plus de 250 résidus non-sens de myosine et de multiples allèles variants pathogènes. Par conséquent, la conception d’une approche de correction à variante unique pour le traitement de la CMH est un défi. Cependant, les résultats de l’étude ont démontré que la perturbation génique par les nucléases pouvait cibler plusieurs variants alléliques dominants de gènes spécifiques aux cardiomyocytes, tels que R403Q. Cependant, la nucléase AAV-Cas9 a également perturbé un allèle de type sauvage, altérant probablement la contractilité cardiaque. À cet égard, des variants de nucléase Cas plus fidèles ou des éditeurs de gènes majeurs pourraient s’avérer bénéfiques.

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conclusions

Dans l’ensemble, l’étude a démontré le potentiel de trouver des thérapies géniques à dose unique pour corriger ou faire taire les variants pathogènes et prévenir le développement de la CMH. Ils étaient efficaces et durables. en direct édition de base d’un variant pathogène de nucléotide unique dans la myosine qui est abondant dans les cardiomyocytes. La correction génétique d’environ 70 % des transcrits ventriculaires R403Q a empêché de manière adéquate les caractéristiques histopathologiques, morphologiques et moléculaires de la HCM chez la souris.

Le développement et la traduction plus poussés de cette approche pour corriger la plupart des variants pathogènes humains pourraient guérir la HCM et d’autres cardiomyopathies génétiques. Des études cliniques récentes ont identifié des biomarqueurs pour les porteurs de variants alléliques HCM pathogènes. Ceux-ci pourraient aider à optimiser le temps pour des interventions génétiques efficaces. Dans les essais précliniques, les chercheurs pourraient également explorer des promoteurs cardiaques plus faibles et des ABE8, par exemple, ABE8.17 ou ABE8.20.

Cependant, les interventions thérapeutiques basées sur la nucléase Cas9 et ABE8e ont le potentiel de prévenir la HCM et pourraient devenir la base de traitements uniques pour les cardiomyopathies, y compris la HCM.

Référence magazine :
  • Reichart, D., Newby, GA, Wakimoto, H. et al. Une édition efficace du génome in vivo prévient la cardiomyopathie hypertrophique chez la souris. Nat Med (2023). EST CE QUE JE:

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