Recherche en cours

L´édition du génome pour traiter les maladies mitochondriales

Durée

2018-2021

Financement 

Fondation Mencía 175.084€

Gr. recherche

Prof. Juan Carlos Izpisúa Salk Institutes, San Diego, EEUU

Objectif

Traitement des maladies mitochondriales par la correction du gène GFM1.

Résultats

Correction de la mutation GFM1 dans les iPSC spécifique au patient par l’édition de gènes.

Introduction:

Les mitochondries sont des organites fondamentaux de la cellule responsables, entre autres, de la production d’énergie. Ils sont responsables de la production de la majeure partie de l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’organisme. Par conséquent, lorsque les mitochondries sont défaillantes, comme c’est le cas dans les maladies mitochondriales, les cellules sont incapables de générer suffisamment d’énergie et meurent. Cela entraîne un mauvais fonctionnement des organes ayant des besoins énergétiques plus élevés, comme le cœur, le cerveau et les muscles. Malgré des décennies de recherche sur ces maladies, des traitements appropriés n’ont pas encore été établis pour les soigner.


Les protéines mitochondriales sont codées à la fois par l’ADN nucléaire (ADNn) et l’ADN mitochondrial (ADNmt). Les mitochondries possèdent leur propre système de traduction pour synthétiser les protéines codées par l’ADNmt, qui sont essentielles à la réplication, la transcription et la traduction de l’ADNmt, ainsi qu’à l’assemblage des complexes du système de phosphorylation oxydative.

Les mutations de l’ADNn ou de l’ADNmt, ou les défauts de la machinerie de traduction, provoquent des anomalies protéiques qui entraînent des maladies mitochondriales. Des études récentes ont identifié des mutations homozygotes dans le gène gfm1, qui code pour le facteur de traduction mitochondrial EFG1, chez des patients atteints de maladies mitochondriales. EFG1 catalyse la translocation de l’ARNt peptidyle du site aminoacyle accepteur ribosomal vers le site peptidyle après la formation de la liaison peptidique, avec élimination ultérieure de l’ARNt désacylé. Par conséquent, les mutations de l’EFG1 peuvent entraîner des déficiences dans les mécanismes de traduction et la fonction mitochondriale, ce qui conduit à une maladie mitochondriale. Les progrès récents des technologies d’édition du génome offrent la possibilité de corriger de manière ciblée les mutations de gènes spécifiques, tels que ceux qui sont à l’origine de ce type de maladie.

Ces technologies présentent certaines limites telles que l’intégration aléatoire des vecteurs, le contrôle incomplet du nombre de copies de transgènes et de leur niveau d’expression, le risque de mutagenèse et une faible efficacité. Récemment, notre laboratoire a développé une nouvelle stratégie d’édition du génome appelée Homology-Independent Targeted Insertion (HITI) basée sur le système CRISPR/Cas9, qui utilise des éléments de la voie NHEJ pour réaliser un knock-in efficace dans les cellules en prolifération ou non. Notre méthode HITI peut corriger les mutations dans les gènes dont la fréquence d’insertion/délétion est minimale et peut également être appliquée aux cellules post-mitotiques dans des modèles in vivo.

Exécution: 100%