Transfection et édition du génome

Méthodes de transfection courantes

• Lipides et liposomes : Les lipides cationiques forment des liposomes contenant l'ADN ou l'ARN à délivrer. Ces liposomes fusionnent avec la membrane cellulaire et libèrent l'acide nucléique dans la cellule.
• Phosphate de calcium : Le phosphate de calcium facilite la liaison de l'ADN à la surface des cellules, permettant au matériel génétique de pénétrer dans la cellule par endocytose.
• Polymères cationiques : Dans une transfection à base de polymère, l'ADN exogène forme des complexes avec des polymères cationiques, comme le polyéthylèneimine (PEI), qui entrent dans les cellules hôtes par endocytose.
• Transduction lentivirale : Les cellules sont infectées avec des vecteurs lentiviraux modifiés, qui convertissent leur ARN viral en ADN double brin pour l'intégrer dans le génome hôte et le délivrer.
• Micro-injection : Les cellules cibles sont tout d'abord positionnées sous un microscope. L'acide nucléique est ensuite directement injecté dans le cytoplasme ou le noyau à l'aide d'un capillaire de précision en verre.
• Électroporation : Les cellules sont exposées à un courant électrique de haute intensité qui déstabilise les membranes, augmentant leur perméabilité en vue de la délivrance du gène.

La transfection est utilisée en routine dans les techniques d'édition génomique et d'extinction de gènes qui ont amélioré notre compréhension de processus biologiques complexes et ont permis d'utiliser la thérapie génique pour traiter des maladies.

• Les systèmes CRISPR-Cas exploitent un mécanisme de défense bactérien qui utilise des CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, ou courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées) génétiques, couplées à des endonucléases Cas (CRISPR-associated) pour couper l'ADN génomique à des endroits ciblés et retirer ou remplacer des gènes in vivo.
• Les nucléases à doigts de zinc (ZFN) modifiées sont constituées de domaines de liaison à l'ADN et d'endonucléases et clivent l'ADN au niveau de sites ciblés pour l'édition génomique.
• Les réactifs d'interférence par ARN tels que les petits ARN en épingle à cheveux (shRNA pour short hairpin RNA) et les petits ARN interférents (pARNi ou siRNA pour small interfering RNA) limitent les niveaux de transcription d'un gène pour l'extinction génique soit par suppression de la transcription soit par activation de processus de dégradation de séquences spécifiques d'ARN.