L’ARNi dans la recherche et la médecine
La découverte que les gènes peuvent être réduits au silence par des segments d’ARNdb introduits dans les cellules en culture tissulaire a révolutionné l’étude de la fonction des gènes. L’extinction des gènes par l’ARNdb utilise la machinerie cellulaire naturelle qui est impliquée dans le traitement des miARN dans les cellules eucaryotes. Par exemple, chaque ARNdb est clivé en petits morceaux par l’enzyme DICER. Ces morceaux sont appelés ARN interférents courts (siRNA) et ont une longueur d’environ 20 à 25 nucléotides. Comme le miRNA, le siRNA se lie au RISC et clive les séquences ciblées de l’ARNm.
Il existe différents types de dsRNA synthétiques qui peuvent être employés pour perturber la fonction des gènes. Les molécules couramment utilisées comprennent l’ARNsi, qui contourne le clivage de DICER, et le petit ARN en épingle à cheveux (shRNA), qui est en fait un brin d’ARN contenant deux segments uniques d’ARNsi qui est replié en un double brin, les nucléotides adjacents étant joints par chauffage (recuit) plutôt que par appariement complémentaire des bases. Cela crée une structure qui ressemble à une épingle à cheveux car elle présente une boucle serrée à une extrémité. À l’intérieur d’une cellule, le shRNA est clivé en ses deux composants siRNA par DICER.
L’ARNi est un outil de recherche exceptionnellement puissant. Les dsRNA synthétiques sont conçus pour empêcher l’expression de gènes spécifiques, permettant ainsi aux généticiens de manipuler l’activité des gènes afin de mieux comprendre leurs fonctions. En outre, les gènes anormalement hyperactifs contribuent à certaines maladies humaines, et la réduction au silence de cette activité à l’aide de l’ARNi est devenue un important domaine de recherche. L’ARNi est exploré comme une forme de traitement pour diverses maladies, notamment la dégénérescence maculaire, l’hépatite, le sida, la maladie de Huntington et le cancer.
Dans la dégénérescence maculaire, les séquences d’ARN qui bloquent la production d’une protéine appelée facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) dans les cellules de la rétine peuvent inhiber la croissance excessive des vaisseaux sanguins rétiniens, qui fuient et entraînent une perte de vision. Les traitements ARNi de la dégénérescence maculaire impliquent l’injection d’un « ARN nu » dans l’œil. Le terme ARN nu est utilisé pour distinguer cette approche de celles qui utilisent des vecteurs viraux pour introduire l’ARNdb dans les cellules malades. Les ARN interférents incorporés dans les vecteurs sont étudiés pour leur efficacité à ralentir la croissance des tumeurs. Par exemple, les transcriptions d’ARNm de gènes connus pour être hyperactifs dans certaines formes de cancer servent de cibles utiles pour les traitements à base d’ARNi, qui peuvent réduire au silence les gènes hyperactifs et ralentir la progression de la maladie.
Des facteurs tels que la garantie que les ARN interférents atteignent les cellules et que les vecteurs viraux eux-mêmes ne donnent pas lieu à des effets secondaires dangereux ont compliqué le développement des thérapies ARNi. En outre, les similitudes de séquence entre les gènes peuvent entraîner la liaison d’ARNdb à des gènes fonctionnant normalement. Cela peut entraîner l’extinction de gènes sains et vitaux pour le fonctionnement normal des cellules. Néanmoins, la technique reste prometteuse pour des applications en médecine.
Kara Rogers.