Les effecteurs CRISPR-Cas9 facilitent la production de portées composées d'un seul sexe et de phénotypes spécifiques à un sexe

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Douglas C et al. Nature Communications, décembre 2021‍

Des avancées technologiques majeures ont permis d’améliorer considérablement la pertinence physiologique des modèles in^vitro¹, grâce notamment aux organoïdes et à d’autres méthodes de culture en 3D. Cependant, les études in vivo, et donc l’utilisation d’animaux de laboratoire, restent indispensables et sont toujours pratiquées. Les législations évoluent également à travers le monde pour réglementer et limiter plus strictement l’utilisation des animaux de laboratoire, avec les principes désormais mondiaux des « 3R » (Remplacement, Réduction et Raffinement). Une directive européenne de 2010 fixe comme objectif ultime le remplacement complet de l’utilisation des animaux à des fins scientifiques, tout en améliorant le bien-être des animaux qui restent nécessaires dans l’intervalle^.²

Une lacune technique des principes des 3R apparaît dans les domaines de recherche axés sur des caractéristiques ou des pathologies spécifiques à un sexe, tels que la gamétogenèse, la biologie placentaire ou les cancers spécifiques à un sexe comme le cancer de la prostate. Dans ces cas, les recherches sont menées exclusivement sur des mâles ou des femelles. Dans ce contexte, la possibilité de contrôler le sexe de la progéniture pourrait réduire considérablement l'utilisation d'animaux de laboratoire. À l'heure actuelle, les moyens permettant de contrôler le sexe de la progéniture ne sont ni efficaces ni sans cruauté, car ils consistent principalement à éliminer les animaux indésirables.

Une étude récente publiée dans *Nature Communications* a proposé un nouveau système génétique pour remédier à ce problème^.³ Dans leur article, Douglas et ses collègues ont utilisé la technologie CRISPR/Cas9 pour faciliter la production de portées unisexues. Leur système s’appuie sur le phénotype létal connu observé chez les embryons chez lesquels le facteur de réplication et de réparation de l’ADN « topoisomérase 1 » a été inactivé. En utilisant des femelles^H11Top1 (exprimant un ARN guide [sgRNA] ciblant Top1 à partir du locus neutre H11 situé sur un autosome) et des mâles exprimant Cas9 à partir soit du chromosome X (^XCas9Y), soit du chromosome Y (^XYCas9), ils ont démontré que la co-hérédité de Cas9 et du sgRNA Top1 induisait une létalité embryonnaire spécifique au sexe avec une efficacité de 100 %. En effet, le croisement de femelles^H11Top1 avec des mâles^XCas9Yn’a produit que des descendants mâles, tandis que les femelles^H11Top1 accouplées à des mâles^XYCas9 n’ont eu que des descendants femelles. Il est intéressant de noter qu’un phénomène de compensation de la taille de la portée s’est produit dans ces cas, la taille de ces portées de même sexe étant supérieure à 50 % de celle d’une portée témoin. Les auteurs ont également indiqué que ce système pourrait être utilisé pour induire des phénotypes postnataux spécifiques au sexe.

Plusieurs nouveaux modèles murins issus du génie génétique ont été mis au point dans le cadre de cette étude, dont l'un a été conçu et développé par genOway, une société spécialisée dans la conception et la fourniture de nombreux modèles précliniques physiologiquement pertinents dans divers domaines de recherche.

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Références :

1. Horvath P, Aulner N, Bickle M, Davies AM, Nery ED, Ebner D, Montoya MC, Östling P, Pietiäinen V, Price LS, Shorte SL, Turcatti G, von Schantz C, Carragher NO. Éliminer les modèles cellulaires de maladie non pertinents. Nat Rev Drug Discov. Novembre 2016 ; 15(11) : 751-769.
2. ‍https://ec.europa.eu/environment/chemicals/lab_animals/index_en.htm
3. ‍DouglasC, Maciulyte V, Zohren J, Snell DM, Mahadevaiah SK, Ojarikre OA, Ellis PJI, Turner JMA. Les effecteurs CRISPR-Cas9 facilitent la production de portées unisexues et de phénotypes spécifiques à un sexe. Nat Commun. 3 décembre 2021 ; 12(1) : 6926.