Diagnostics CRISPR : plonger dans les diagnostics cellulaires

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  Prévision quantique
• 17 octobre 2022

Résumé des informations

CRISPR est une technologie d'édition de gènes qui permet aux scientifiques de modifier ou de « couper » des gènes. CRISPR permet un nouveau niveau de manipulation génétique de précision lorsqu'il est utilisé avec la protéine Cas9. Les chercheurs étudient comment utiliser la polyvalence et le potentiel de cette technologie pour développer des outils de diagnostic plus précis.

Contexte de diagnostic CRISPR

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) est une méthode qui permet aux scientifiques de modifier les gènes d'organismes, tels que les bactéries, les animaux et les humains. La technologie fonctionne en supprimant des portions d’ADN et en les remplaçant par de nouvelles séquences améliorées. Cette méthode vise à corriger des gènes mutés ou des troubles héréditaires. CRISPR peut potentiellement guérir de nombreuses maladies basées sur l’ADN comme les maladies du sang et les cancers.

Dans une expérience menée en 2017 par l’Université Temple et l’Université de Pittsburgh, des chercheurs ont réussi à éliminer le VIH (virus de l’immunodéficience humaine) chez des souris vivantes. Cependant, des recherches supplémentaires sur les primates seront nécessaires avant que les chercheurs puissent tester une thérapie similaire sur les humains. Malgré les nombreux avantages de CRISPR, certains scientifiques craignent que certaines entreprises n'utilisent cet outil pour modifier des cellules reproductrices, ce qui donnerait naissance à des bébés sur mesure.

Outre la thérapie génique, CRISPR est très prometteur dans le domaine du diagnostic. Les biomarqueurs à base d'acide nucléique sont essentiels pour le diagnostic car ils peuvent être amplifiés à partir de quantités minimales d'ADN ou d'ARN, ce qui les rend très spécifiques pour détecter les maladies. En conséquence, ce type de diagnostic est l'étalon-or pour de nombreux types de maladies, en particulier celles causées par des infections. Comme observé lors de la pandémie de COVID-19, des tests rapides et précis basés sur les acides nucléiques sont essentiels pour un contrôle et une gestion efficaces des virus. La détection de biomarqueurs d'acides nucléiques est également cruciale pour l'agriculture et la sécurité alimentaire, ainsi que pour la surveillance de l'environnement et l'identification des agents de guerre biologique. 

Impact perturbateur

En 2021, des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont créé un outil de diagnostic rapide pour identifier le SRAS-CoV-2, le coronavirus responsable du COVID-19, en utilisant la génétique moléculaire, la chimie et les sciences de la santé. Le nouvel outil SENSR (rapporteur de séquences d'acides nucléiques enzymatiques sensibles) utilise CRISPR pour détecter les agents pathogènes en identifiant des séquences génétiques dans leur ADN ou leur ARN. Alors que l'enzyme Cas9 a été la principale protéine utilisée dans les études de génie génétique CRISPR, d'autres enzymes telles que Cas12a et Cas13a ont été de plus en plus utilisées pour créer des tests médicaux précis.

SENSR est le premier outil de diagnostic du COVID-19 qui utilise l'enzyme Cas13d (également connue sous le nom de CasRx). Les résultats des tests de l’outil peuvent être générés en moins d’une heure. Les chercheurs pensent qu'en explorant d'autres enzymes, CRISPR pourra ouvrir de nouvelles opportunités pour les diagnostics basés sur la génétique.

Les scientifiques et les médecins peuvent également utiliser CRISPR pour diagnostiquer des maladies non infectieuses. Par exemple, la détection de l’ARNm basée sur CRISPR a été utilisée pour détecter le rejet aigu d’une greffe de rein cellulaire. Cette méthode consiste à rechercher la présence d’ARNm dans un échantillon d’urine provenant d’une personne qui vient de subir une greffe de rein.

Les chercheurs ont découvert que le capteur basé sur CRISPR présentait une sensibilité de 93 % et une spécificité de 76 %. L’outil a également été utilisé pour diagnostiquer le cancer du sein et les tumeurs cérébrales. De plus, CRISPR peut identifier avec précision les maladies génétiques, telles que les mutations et la dystrophie musculaire, grâce à la spécificité d'un seul nucléotide.

Implications des diagnostics CRISPR

Les implications plus larges des diagnostics CRISPR peuvent inclure : 

• Diagnostic rapide des maladies infectieuses - une application qui peut être vitale pour prévenir la propagation de futures pandémies et épidémies.
• Un diagnostic plus précis des maladies génétiques rares, ce qui peut faire progresser la médecine personnalisée.
• Systèmes d'intelligence artificielle (IA) utilisés pour augmenter l'analyse basée sur CRISPR, ce qui peut entraîner des résultats de test plus rapides.
• Diagnostic plus précoce des cancers, des mutations génétiques et des échecs de greffe.
• Plus de recherche collaborative entre les biotechnologies, les entreprises pharmaceutiques et les universités pour découvrir d'autres enzymes potentielles qui peuvent faire progresser le diagnostic basé sur CRISPR.
• Accessibilité accrue aux tests génétiques à faible coût pour les consommateurs, démocratisant potentiellement les soins de santé personnalisés et la détection précoce des maladies héréditaires.
• Des cadres réglementaires améliorés par les gouvernements pour les technologies d’édition génétique, garantissant une utilisation éthique tout en favorisant le progrès scientifique.
• L'industrie pharmaceutique s'oriente désormais vers des thérapies géniques ciblées, conduisant à des traitements plus efficaces avec moins d'effets secondaires.

Questions à considérer

• Quels sont les autres avantages potentiels de la capacité à détecter précocement les maladies génétiques ?
• Comment les gouvernements peuvent-ils utiliser CRISPR dans leurs stratégies de gestion du COVID-19 ?