Edition du 27-09-2020

L’Institut Wyss de Harvard s’associe à Cellectis pour réécrire le génome humain

Publié le mercredi 2 mai 2018

L'Institut Wyss de Harvard s'associe à Cellectis pour réécrire le génome humainLe Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l’Université d’Harvard et Cellectis, la société biopharmaceutique spécialiste des immunothérapies fondées sur des cellules CAR-T allogéniques ingénierées (UCART), vont collaborer afin de faire progresser les efforts du Wyss Institute pour réécrire l’ensemble du génome des lignées cellulaires humaines mais aussi d’autres espèces, et développer de nouveaux outils et méthodes permettant d’atteindre plus facilement cet objectif.

Le but est que ces lignées cellulaires soient ingénierées pour résister à des virus invalidants tout en étant capables d’assurer leurs fonctions habituelles ou encore de remplir des fonctions totalement nouvelles.

Le projet Recode établit les fondations techniques permettant de modifier de manière extensive et fonctionnelle les génomes de cellules et d’organismes entiers. Ce projet vise à les convertir en outils de recherche ainsi qu’en produits cliniques et biotechnologiques.

Ce projet de collaboration sera annoncé aujourd’hui, le 1er mai 2018, lors de la réunion scientifique du Genome Project-write, organisée par le Center of Excellence for Engineering Biology, dans le cadre du projet GP-write, premier projet communautaire à grande échelle pour développer ces cellules ultrarésistantes.

Précédemment, le groupe du Professeur George Church, membre du corps professoral du Wyss Institute, Professeur de génétique à la Harvard Medical School (HMS) et des sciences de la santé et de la technologie à Harvard et au Massachussetts Institute of Technology (MIT), a publié ses travaux pour recoder le génome de la bactérie E. coli. Les chercheurs de ce groupe ont réduit le nombre de codons (triplets de bases d’ADN qui codent pour les acides aminés dont sont constituées les protéines de la bactérie) de 64 à 63. Ces bactéries recodées deviennent résistantes à la plupart des virus et sont alors confinées dans un environnement de laboratoire puisque leur survie pourrait dépendre de la présence de produits chimiques inexistants dans la nature.

S’appuyant sur ces découvertes, « le projet Recode a pour mission de créer des cellules humaines ultrarésistantes aux infections virales ou par les prions. Ces cellules et les technologies que nous sommes en train de développer permettront de trouver des moyens plus efficaces de fabriquer des protéines thérapeutiques, des vaccins, des thérapies cellulaires et des organes transplantables », a déclaré George Church.

Dans le cadre de la collaboration avec Cellectis, George Church et son équipe auront accès à la technologie d’édition du génome TALEN®. TALEN, version courte de transcription activator-like effector nucleases, sont des enzymes d’ingénierie génomique qui peuvent introduire des changements avec une grande spécificité dans le code ADN d’un génome entier. La technologie TALEN® permet l’édition optimisée de multiples gènes simultanément. « Dans le cadre du projet Recode, nos capacités à éditer des génomes et à inventer de nouveaux outils pour réaliser de multiples modifications simultanées s’alignent parfaitement avec l’expertise et le savoir-faire de Cellectis. La technologie d’édition du génome TALEN de Cellectis contribuera grandement à la réussite de ce projet », ajoute George Church.

Toutes les séquences d’ADN codant pour une protéine dans le génome d’une cellule sont constituées de codons triplets contenant trois des quatre bases nucléiques A, T, G et C. De plus, le début d’une séquence d’ADN codant pour une protéine est signalé par un codon START et sa fin est signalée par un codon STOP permettant la traduction appropriée de l’ADN dans les séquences d’acides aminés des protéines. Comme la plupart des acides aminés sont codés de façon redondante par deux à six codons triplets, George Church et son équipe cherchent à se concentrer sur l’utilisation des codons pour des acides aminés spécifiques de quatre à six codons.

Pour ce faire, l’équipe déploiera des enzymes TALEN® adaptées aux séquences pour aider à modifier les codons à 400 000 emplacements dans les régions codant pour les protéines du génome humain. Le laboratoire peut alors supprimer les gènes codant pour les molécules d’ARN connues sous le nom d’ARN de transfert dont les cellules avaient besoin auparavant lors de leur synthèse protéique pour ajouter des acides aminés correspondant aux codons éliminés.

« Nous sommes impatients de débuter cette collaboration avec le Wyss Institute et le groupe de travail de George Church sur ce projet particulièrement intéressant qui mettra à profit la technologie d’édition du génome de Cellectis pour réécrire le génome entier de l’homme et d’autres espèces » a déclaré André Choulika, Président-directeur général de Cellectis. « La précision, la performance et la flexibilité de la technologie TALEN® en font la plateforme d’édition de gènes idéale pour ce projet à la pointe de l’innovation. »

Cette simplification de la partie codante de la protéine du génome peut empêcher les virus, qui ont besoin du répertoire complet des codons pour produire leurs propres protéines, de détourner le mécanisme de synthèse de protéines des cellules hôtes. Elle permettra également aux chercheurs de reformuler les codons d’acides aminés éliminés pour l’incorporation d’acides aminés synthétiques non standards qui peuvent permettre de nouvelles fonctions protéiques et fournir un moyen fiable de contenir des lignées cellulaires recodées en laboratoire ou dans un environnement industriel.

« Le projet Recode et le partenariat entre les chercheurs en biologie de synthèse du Wyss Institute et ceux de la société Cellectis représentent un nouveau domaine d’application majeur pour l’ingénierie des génomes qui pourrait ouvrir de nouvelles voies pour la prévention des maladies infectieuses, la bioproduction, la transplantation d’organes et la médecine régénérative, » a déclaré le Fondateur et Directeur du Wyss Institute, Donald Ingber, qui est également Professeur de la chaire Judah Folkman en biologie vasculaire au HMS et du programme de biologie vasculaire au Boston Children’s Hospital, ainsi que Professeur de bioingénierie à Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.

Source : Cellectis








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