Les chercheurs de Duke obtiennent $6M grâce à des subventions fédérales pour faire progresser l’édition génétique

Hémophilie. Fibrose kystique. Dystrophie musculaire de Duchenne. La maladie de Huntington. Ce ne sont là que quelques-uns des milliers de troubles provoqués par des mutations dans l’ADN du corps. Traiter les causes profondes de ces maladies débilitantes n'est devenu possible que récemment, grâce au développement d'outils d'édition du génome tels que CRISPR, qui peuvent modifier les séquences d'ADN dans les cellules et les tissus pour corriger les erreurs fondamentales à la source – mais des obstacles importants doivent être surmontés avant les traitements d’édition du génome sont prêts à être utilisés chez l’homme.

Entrez dans le Fonds commun des National Institutes of Health Édition du génome des cellules somatiques (SCGE) programme, créé en 2018 pour aider les chercheurs à développer et à évaluer des thérapies d’édition du génome précises, sûres et efficaces à utiliser dans les cellules et les tissus du corps (alias cellules somatiques) qui sont affectés par chacune de ces maladies.

Aujourd'hui, avec trois subventions en cours totalisant plus de $6 millions de dollars en financement de recherche, l'Université Duke est à égalité avec l'Université de Yale, l'UC Berkeley et l'UC Davis pour la plupart des projets soutenus par le programme NIH SCGE.

Au cours du cycle de prix SCGE 2019, Charles Gersbach, professeur agrégé de génie biomédical de la famille Rooney, et des collaborateurs de Duke et de l'Université d'État de Caroline du Nord ont reçu deux subventions : la première leur permettra d'étudier comment l'édition du génome CRISPR affecte les tissus musculaires humains modifiés, tandis que le deuxième projet développera de nouveaux outils CRISPR pour activer et désactiver les gènes plutôt que de modifier de manière permanente la séquence d'ADN ciblée. Ce travail s'appuie sur une subvention SCGE 2018, dirigée par Aravind Asokan, professeur et directeur de la thérapie génique au Département de chirurgie, qui se concentre sur l'utilisation de virus adéno-associés pour fournir des outils d'édition génétique aux tissus neuromusculaires.

"Il y a une formidable équipe d'ingénieurs, de scientifiques et de cliniciens à Duke et dans le Triangle de Recherche au sens large, qui se rassemblent autour des défis de l'étude et de la manipulation du génome humain pour traiter les maladies - de la livraison à la modélisation en passant par la création de nouveaux outils", a déclaré Gersbach, qui avec ses collègues ont récemment lancé le Duke Center for Advanced Genomic Technologies (CAGT), une collaboration de la Pratt School of Engineering, du Trinity College of Arts and Sciences et de la School of Medicine. « Nous sommes très heureux d'être au centre de ces efforts et apprécions grandement le soutien du programme NIH SCGE pour concrétiser cette vision.

Pour leur première subvention, Gersbach collaborera avec Nenad Bursac et George Truskey, professeurs de génie biomédical de Duke, pour surveiller la manière dont l'édition du génome affecte les tissus musculaires humains modifiés. Grâce à leur nouveau projet, l’équipe utilisera des cellules souches pluripotentes humaines pour fabriquer en laboratoire des tissus musculaires humains, en particulier les muscles squelettiques et cardiaques, qui sont souvent affectés par des maladies génétiques. Ces systèmes serviront ensuite de modèle plus précis pour surveiller la santé des tissus humains, les modifications du génome ciblées et non ciblées, la régénération des tissus et les éventuelles réponses immunitaires lors de l'édition du génome médiée par CRISPR.

"Actuellement, la plupart des tests génétiques sont effectués sur des modèles animaux, mais ceux-ci ne reproduisent pas toujours avec précision la réponse humaine à la thérapie", explique Truskey, professeur Goodson de génie biomédical.

Bursac ajoute : « Nous avons une longue expérience dans l'ingénierie des tissus musculaires cardiaques et squelettiques humains avec les bons types de cellules et la bonne physiologie pour modéliser la réponse aux systèmes d'édition de gènes comme CRISPR. Avec ces plateformes, nous espérons aider à prédire la réaction du muscle lors d’un essai sur l’homme.

Gersbach travaillera avec Tim Reddy, professeur agrégé de biostatistique et de bioinformatique de Duke, et Rodolphe Barrangou, professeur distingué Todd R. Klaenhammer en recherche sur les probiotiques à la North Carolina State University, sur la deuxième subvention. Selon Gersbach, cela pourrait potentiellement étendre l'impact des technologies d'édition du génome à une plus grande diversité de maladies, car de nombreuses maladies courantes, telles que les maladies neurodégénératives et auto-immunes, résultent d'un excès ou d'un manque de certains gènes plutôt que d'un seul génétique. mutation. Ce travail s'appuie sur des collaborations antérieures entre Gersbach, Barrangou et Reddy développant à la fois nouveaux systèmes CRISPR pour la régulation des gènes et réguler l’épigénome plutôt que de supprimer définitivement les séquences d’ADN.

Aravind Asokan dirige la subvention SCGE initiale de Duke, qui explore l'évolution de la prochaine génération de virus adéno-associés (AAV), qui ont émergé comme un système sûr et efficace pour administrer des thérapies géniques à des cellules ciblées, en particulier celles impliquées dans les maladies neuromusculaires comme la colonne vertébrale. atrophie musculaire, dystrophie musculaire de Duchenne et autres myopathies. Cependant, la fourniture d’outils d’édition du génome aux cellules souches du tissu neuromusculaire est particulièrement difficile. Cette collaboration entre Asokan et Gersbach s'appuie sur leurs travaux antérieurs sur l'utilisation AAV et CRISPR pour traiter des modèles animaux de DMD.

« Notre objectif est de corriger les mutations non seulement dans les cellules musculaires matures, mais également dans les cellules souches musculaires qui régénèrent le tissu musculaire squelettique », explique Asokan. « Cette approche est essentielle pour assurer la stabilité à long terme de l’édition du génome dans le muscle et, à terme, nous espérons établir un paradigme dans lequel notre approche transversale de l’évolution virale pourra permettre une édition efficace dans plusieurs systèmes organiques. »

Cliquez pour en savoir plus sur le Centre Duke pour les technologies génomiques avancées.

(C) Université Duke

Source originale de l’article : WRAL TechWire