Le syndrome de Down est une maladie dans laquelle le chromosome 21 est présent en trois exemplaires au lieu des deux habituels. Les gènes présents sur les chromosomes sont normaux, ils sont juste exprimés en excès. Mais cette surexpression affecte plus ou moins gravement le développement durant l'enfance en provoquant des déficits cognitifs et des malformations physiques. Les chercheurs tentent donc de faire « taire » ces gènes et certains résultats sont encourageants, rendant l’idée d’un traitement envisageable.

S'il ne s'agit pas encore d'un espoir thérapeuthique pour les personnes atteintes du syndrome de la trisomie 21, une équipe de chercheurs de l'Université de Washington est parvenue à corriger le défaut génétique correspondant à la trisomie 21.

Cette découverte est une grande avancée dans le domaine de la thérapie génique qui consiste à faire pénétrer des gènes dans les cellules ou les tissus d'un individu pour traiter une maladie.

Des chercheurs japonais ont eu recours à une technique novatrice pour traiter, in vitro, le syndrome de Down (trisomie 21). Avec des « ciseaux moléculaires », ils ont pu retirer le chromosome en trop dans des lignées cellulaires de trisomie 21.

CRISPR-Cas9 : des ciseaux moléculaires pour réécrire l’ADN

Des chercheurs de l'université de Mie, au Japon, ont eu recours à de nouvelles techniques d'édition du génome pour traiter, lors de tests in vitro, la trisomie directement dans les cellules. Ces techniques novatrices sont en effet utilisées pour modifier les séquences d'ADN, qui constituent le génome. Plus précisément, les chercheurs ont pu cibler et retirer le chromosome 21 dans des lignées cellulaires de trisomie 21 créées à partir de cellules cutanées, grâce au système CRISPR/Cas9.

Distingué par un prix Nobel en 2020, il s'agit « d'un nouveau système simple, rapide et efficace pour couper l'ADN à un endroit précis du génome, dans n'importe quelle cellule. Il est constitué d'un "ARN guide" qui cible une séquence d'ADN particulière, associé à l'enzyme Cas9, qui, comme des ciseaux moléculaires, coupe l'ADN ».

XIST. Pour réaliser cet exploit, ils ont travaillé sur des cellules souches induites (IPS) dérivées de cellules provenant de patients trisomiques, contenant donc un triplet de chromosomes 21. Grâce à des techniques de manipulation sophistiquées, les chercheurs ont introduit dans un des chromosomes 21 un gène appelé XIST (the X-inactivation gene). Ce gène modifie la structure du chromosome de sorte que son ADN ne peut être exprimé pour produire des protéines. L’équipe a testé cette méthode sur différents types de cellules issues des IPS et a noté que l’introduction de XIST permet de corriger les défauts de croissance cellulaire et de différenciation observés dans les cellules atteintes du syndrome de Down.

Un processus naturel chez les femmes

L’idée d’utiliser le gène XIST a été inspiré par un processus naturel qui se produit chez tous les embryons femelles y compris chez les humains. Les femmes sont en effet porteuses de deux chromosomes X. Afin d’éviter que les gènes présents sur le X ne soient surexprimés par rapport aux hommes qui ne possèdent qu’un seul chromosome, le gène XIST est activé naturellement sur un des deux chromosomes ce qui le rend inopérant, le transformant en ce que les biologistes appellent un "corpuscule de Barr". « Le Dr. Lawrence a exploité la puissance d'un processus naturel pour cibler l'expression génétique anormale dans les cellules qui ont un nombre aberrant de chromosomes »,

Le retour à la normale pour les cellules restaurées

Ces résultats, publiés en février 2025 dans la revue Pnas Nexus, ont été observés dans des cellules souches pluripotentes induites (iPSC en anglais) ainsi que dans les fibroblastes. Les iPSC, largement utilisées pour modéliser de nombreuses pathologies humaines, sont des cellules du corps spécialisées, reprogrammées génétiquement en laboratoire.