Des scientifiques ont utilisé un outil IA de prédiction de protéines pour rendre l'édition génique plus sûre

Points clés

• Des chercheurs ont publié dans la revue Nature des résultats montrant que l'IA peut aider à repenser les protéines d'édition génique pour réduire les coupures accidentelles d'ADN.
• AlphaFold, un outil IA créé par Google DeepMind qui prédit la forme tridimensionnelle des protéines, a été adapté pour identifier les régions problématiques des molécules d'édition génique.
• Tous les systèmes d'édition génique actuels comportent un risque d'effets hors-cible, ce qui signifie qu'ils coupent ou altèrent occasionnellement la mauvaise partie de l'ADN d'un patient.
• Les protéines modifiées ont montré une activité hors-cible réduite, une étape vers des thérapies géniques plus sûres pour les patients.

L'édition génique, la capacité à trouver une section spécifique de l'ADN d'une personne et à la modifier, est passée d'une curiosité de laboratoire à de véritables traitements médicaux au cours des deux dernières décennies. Mais un problème de sécurité persistant l'a accompagnée tout du long.

Quel est le problème de sécurité de l'édition génique ?

Chaque outil d'édition génique conçu jusqu'à présent coupe occasionnellement au mauvais endroit. Le génome humain, l'ensemble complet des instructions génétiques contenues dans presque toutes les cellules de votre corps, est énorme. Même une séquence de lettres d'ADN qui semble unique peut apparaître deux ou trois fois par pur hasard sur trois milliards de paires de bases. Lorsqu'une protéine d'édition génique trouve l'une de ces copies accidentelles et la coupe, c'est ce qu'on appelle un effet hors-cible.

Une seule coupure égarée dans une seule cellule est peu susceptible de causer un dommage. Le problème est que les thérapies efficaces doivent éditer des millions de cellules. Faites le calcul et même un taux d'erreur minuscule signifie qu'un patient accumulera un nombre significatif de mauvaises coupures. Les scientifiques ont passé des années à essayer de réduire ce risque vers zéro.

Comment les chercheurs ont-ils utilisé AlphaFold ?

AlphaFold, développé par Google DeepMind et largement reconnu pour avoir résolu l'un des problèmes de prédiction les plus difficiles de la biologie, fonctionne en modélisant la forme tridimensionnelle dans laquelle se replie une protéine. La forme détermine la fonction : connaître exactement comment une protéine s'enroule et se plie vous indique quelles parties saisissent l'ADN et quelles parties font la coupure.

L'équipe, dont les travaux ont été publiés dans Nature, a adapté AlphaFold pour zoomer sur les régions des protéines d'édition génique les plus associées à un comportement hors-cible. Une fois ces régions cartographiées avec précision, les chercheurs les ont repensées, en ajustant la structure de la protéine pour la rendre plus exigeante quant aux séquences d'ADN sur lesquelles elle agirait. Le résultat a été des protéines éditées qui ont conservé leur capacité à atteindre la cible prévue tout en commettant moins d'erreurs ailleurs.

Ars Technica a d'abord signalé l'article de Nature à un public scientifique général.

Qu'est-ce que cela signifie pour les patients ?

Aucune nouvelle thérapie n'est encore prête pour la clinique. Il s'agit de recherche fondamentale, du type qui redéfinit ce avec quoi les ingénieurs doivent travailler avant que quiconque ne conçoive un traitement. Pensez-y comme à l'amélioration du scalpel avant la chirurgie.

Le bénéfice pratique, si l'approche tient lors de tests ultérieurs, serait des thérapies géniques avec un bilan de sécurité plus propre. Les patients qui pourraient bénéficier de l'édition d'un gène défectueux lié à une maladie héréditaire, à un certain cancer ou à un trouble sanguin pourraient un jour faire face à une chance plus faible de changements génétiques involontaires.

Pour l'instant, l'histoire concerne un outil qui devient plus affiné. L'IA n'a pas guéri une maladie ici ; elle a aidé les scientifiques à voir un problème assez clairement pour le corriger.

Questions courantes

L'édition génique est-elle disponible comme traitement médical aujourd'hui ?

Oui, dans des cas limités. Les régulateurs aux États-Unis et au Royaume-Uni ont approuvé les premières thérapies basées sur CRISPR, un type d'édition génique, pour des conditions incluant la drépanocytose. Les traitements sont coûteux et rares, mais ils existent.

Cette recherche rend-elle les thérapies géniques actuelles immédiatement plus sûres ?

Pas directement. L'étude décrit une méthode pour repenser les protéines d'édition génique, et non une modification de tout produit approuvé. Elle pointe vers des traitements futurs plus sûrs plutôt que de mettre à jour ceux déjà utilisés.