Cellectis annonce la publication d`un article intitulé : « Computer

Cellectis annonce la publication d’un article intitulé : « Computer design of Obligate
heterodimer meganucleases allow efficient cutting of custom DNA sequences »,
dans la revue Nucleic Acids Research
Cette publication décrit la conception par ingénierie d’une nouvelle génération de
méganucléases
Biocitech, France, le 22 avril 2008 - Cellectis SA la société d’ingénierie rationnelle du génome
spécialisée dans la production de systèmes de recombinaison par méganucléase et dans
l’ingénierie des méganucléases, annonce aujourd’hui la publication d’un nouvel article scientifique
dans la prestigieuse revue Nucleic Acids Research, Fajardo-Sanvhez et al., « Computer design of
obligate heterodimer meganucleases allows efficient cutting of custom DNA sequences », Nucleic
Acids Res. 2008, Feb.14th ([Epub ahead of print]).
Les chercheurs de l’équipe du Professeur Luis Serrano, auparavant implantés au Laboratoire
européen de biologie moléculaire (EMBL, Heidelberg, Allemagne) et désormais rattachés au Centre
de régulation génomique (CRG, Barcelone, Espagne), ont réussi à concevoir une nouvelle
génération de méganucléases, par des méthodes computationnelles. Le re-design des protéines
repose sur l’utilisation de calculs informatiques des niveaux d’énergie. Elle vise à identifier in silico
des protéines présentant de nouvelles activités ou spécificités. Le laboratoire du Professeur Luis
Serrano, pionnier dans ce domaine, mène actuellement des recherches sur la reconception des
méganucléases, en collaboration avec Cellectis.
Dans le cadre de cette étude, les chercheurs du CRG ont modifié deux méganucléases obtenues
par ingénierie et provenant du portefeuille de Cellectis afin d’améliorer leur spécificité. La plupart
des méganucléases obtenues jusqu’ici par ingénierie sont des méganucléases hétérodimériques,
dérivées de la protéine dimérique I-Crel. La formation d’hétérodimères est obtenue par coexpression de deux monomères dans la cellule cible, et est à présent associée à la formation de
deux homodimères reconnaissant des cibles différentes. Ce processus conduit à une perte de
spécificité, qui ne peut être résolue que par la suppression de la formation des homodimères. Pour
résoudre ce problème, les chercheurs du CRG ont modifié le domaine d’interaction protéineprotéine des deux monomères, pour abolir la formation d’homodimères, mais pas celle des
hétérodimères. Cette conception peut en principe s’appliquer à toutes les méganucléases
hétérodimériques produites par Cellectis.
Le Professeur Luis Serrano précise à ce sujet : « Le design de protéines par des approches
computationnelles est un domaine très délicat et obtenir un produit pouvant entrer dans le cadre
d'applications industrielles constitue un véritable défi. Non seulement les protéines ainsi conçues
doivent se comporter comme prévu « in vitro », mais elles doivent également adopter un
comportement identique « in vivo ». Une attention toute particulière est par conséquent demandée
afin de n’affecter aucune des propriétés fonctionnelles des méganucléases, ce qui rend le design
d’autant plus difficile. La combinaison approche computationnelle/criblage à haut débit représente
aujourd’hui un outil puissant pour modifier les protéines et obtenir de nouvelles activités et
spécificités. Notre collaboration avec Cellectis est un parfait exemple de comment cette symbiose a
pu être réalisée et comment les mondes académique et industriel peuvent en bénéficier. »
Les chercheurs se sont concentrés sur la reconception de l’interface de dimérisation, c’est-à-dire sur
les interactions protéine-protéine. Cependant, les précédentes recherches menées par le groupe du
Professeur Luis Serrano, en collaboration avec Cellectis, ont déjà montré les bonnes capacités de
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prédiction de FoldX pour les interactions méganucléase-ADN : la cible de méganucléases dérivées
de la protéine I-Crel, par ingénierie locale, a pu être prédit de manière relativement précise (Arnould
et al., 2006, J. Mol. Biol. 371:49-65). En fin de compte, les méthodes computationnelles pourraient
prendre une place de plus en plus importante dans l’ingénierie des méganucléases, remplaçant
ainsi en grande partie le processus actuel de criblage à haut débit des banques de méganucléases
par criblage.
Au cours des dix dernières années, les méganucléases se sont révélées être de puissants outils
pour une ingénierie efficace et précise du génome. Cette technologie s'impose comme le standard
international en matière de ciblage génétique. Elle est utilisée pour se substituer avec précision aux
séquences génétiques, les supprimer, s’y ajouter ou les corriger, le tout à l’emplacement choisi, quel
que soit le génome. Les systèmes de recombinaison par méganucléases (MRS ou Meganuclease
Recombination Systems) s’appliquent à de très nombreuses applications qui vont de la biotechnologie
agricole à la production de protéines en passant par les outils de recherche. N'oublions pas que les
méganucléases apportent un nouvel espoir pour les nouveaux agents thérapeutiques en vue de
guérir les maladies héréditaires monogéniques et les infections virales. La technologie des
méganucléases en tant que telle, ainsi que certaines des principales utilisations de recombinaison
homologue, ont été découvertes à l’Institut Pasteur à Paris, qui en a ensuite accordé les droits
exclusifs à Cellectis, en 2000. Depuis, Cellectis a étendu le potentiel de cette technologie en
développant des méganucléases possédant des spécificités adaptées, capables de cibler des
gènes précis dans un organisme donné.
A propos de Cellectis
Cellectis SA (www.cellectis.com) est un leader mondial de l’ingénierie des génomes et de la chirurgie
génomique. La société se focalise sur le développement et la production de méganucléases modifiées pour
des opérations de chirurgie sur ADN in vivo et propose également des outils de génétique inverse rationnelle
et de recombinaison ciblée. Les produits de Cellectis induisent une coupure double-brin unique et précise
dans des cellules vivantes et peuvent être utilisés pour un grand nombre d’applications en biotechnologie et
en thérapeutique.
A propos de la technologie de Cellectis
Une méganucléase est une molécule (protéine) qui coupe l'ADN à un endroit très précis sur un chromosome. Une fois que
l’ADN est coupé, il doit être réparé par les systèmes endogènes naturels de maintenance de la cellule. En fournissant une
molécule d’ADN fabriquée spécifiquement (appelée matrice de réparation) qui sera utilisée comme matrice nucléique pour
réparer la cassure, on peut diriger le mécanisme de réparation vers un processus d’insertion, de délétion ou de correction.
Ainsi, les méganucléases peuvent être utilisées pour déclencher une modification précise de gènes spécifiques dans toute
une gamme de cellules et d’organismes. En alliant la capacité des méganucléases à couper l'ADN à la possibilité de
réparer l’ADN, Cellectis crée de nouvelles générations de produits destinés à une large gamme d'applications, dont la
santé humaine car beaucoup de maladies génétiques sont le résultat d’une seule mutation sur un gène spécifique. Les
méganucléases peuvent cibler ce gène particulier de manière précise. En parallèle, une matrice de réparation de l’ADN
(préparée par Cellectis et comprenant une copie de ce gène sans la mutation) sera introduite dans la cellule. A l’endroit de
la coupure par la méganucléase, la matrice de réparation sera utilisée comme modèle pour restituer un gène correct. En
éliminant la mutation, la correction de gène vise vraiment la cause de la maladie, plutôt que ses conséquences.
A propos de la R&D et de la politique de publication de Cellectis
Pour proposer des outils efficaces d’ingénierie du génome, Cellectis a concentré ses activités de R&D sur deux axes
principaux. D’abord, Cellectis développe des méganucléases à façon ayant une spécificité modifiée, capables de couper
un gène sélectionné a priori. Ce procédé d’ingénierie de protéines est fondé sur les plus récentes méthodes en HTS, les
connaissances approfondies de Cellectis sur les propriétés des méganucléases (comment elles se fixent et coupent
l’ADN, leur plasticité intrinsèque, etc.) et, enfin, notre capacité à modifier potentiellement ces propriétés. Le second axe
correspond à l’optimisation du processus de réparation, qui dépend largement de la conception de la matrice de
réparation.
La politique de Cellectis est d’encourager l’excellence de la recherche de façon à offrir de nouvelles solutions en
ingénierie des génomes. A ce jour, le résultat principal de cet effort a été la production de méganucléases à façon qui
coupent les gènes visés ; cette capacité étend largement la gamme d’applications potentielles et elle est une condition
nécessaire à son utilisation thérapeutique. Alors que l’activité principale (c’est-à-dire l’ingénierie de la protéine en elle-
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même) est habituellement menée par Cellectis seule, les études en amont sont souvent réalisées en collaboration avec
les acteurs majeurs du domaine concerné.
Cet effort a eu pour résultat une masse croissante de savoir-faire, dont une partie a été divulguée (après dépôt de brevet)
dans des revues à comité de lecture de façon à diffuser les résultats de la recherche de la société à un large public
scientifique. Les publications figurant ci-dessous témoignent des progrès techniques réalisés par Cellectis et de leur
reconnaissance par la communauté scientifique.
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Prieto J. et al. (2007) Generation and analysis of mesophilic variants of the thermostate archaeal I-Dmol homing
endonuclease. J Biol Chem. 2007; Nov 12; 283(7):4364-74
Arnould S. et al. (2007) Engineered I-CreI Derivatives Cleaving Sequences from the Human XPC Gene can
Induce Highly Efficient Gene Correction in Mammalian Cells. J. Mol. Biol. 371:49-65
Prieto J. et al. (2007) The C-terminal loop of the homing endonuclease I-CreI is essential for site recognition,
DNA binding and cleavage.Nucleic Acids Res. 35:3262-45
Paques F. and Duchateau P. (2007). Meganucleases and DNA double-strand break-induced recombination:
perspectives for gene therapy. Curr. Gene Ther.. 7:49-66 (Review).
Smith J., et al. (2006). A combinatorial approach to create artificial homing endonucleases cleaving chosen
sequences. Nucleic Acids Res. 34: e149.
Gouble A. et al. (2006) Efficient in toto targeted recombination in mouse liver by meganuclease-induced doublestrand break. J. Gene Med. 8: 616-622.
Arnould S. et al. (2006) Engineering of large numbers of highly specific homing endonucleases that induce
recombination on novel DNA targets. J. Mol. Biol. 355:443-58
Chames P. et al. (2005) In vivo selection of engineered homing endonucleases using double-strand break
induced homologous recombination. Nucleic Acids Res.. 33:e178.
Perez C. et al. (2005) Factors affecting double-strand break-induced homologous recombination in mammalian
cells. Biotechniques. 39:109-15.
Epinat J.-C. et al. (2003) A novel engineered meganuclease induces homologous recombination in yeast and
mammalian cells. Nucleic Acids Res. 31:2952-62.
Informations Pratiques :
Code ISIN :
FR0010425595 Mnémonique :
ALCLS
Eléments prévisionnels
Ce communiqué fait explicitement ou implicitement état de certains éléments prévisionnels ou prospectifs concernant
Cellectis et ses activités. Ces éléments prévisionnels reposent sur des hypothèses retenues et des analyses réalisées par
les dirigeants de Cellectis à la lumière de leur expérience et de leur perception des tendances historiques, des conditions
actuelles, des développements anticipés et d’autres facteurs qu’ils ont jugé appropriés. Ces éléments prévisionnels ne
constituent pas des garanties de la performance future de Cellectis et sont sujets à des risques, incertitudes et autres
facteurs connus ou non qui pourraient occasionner un écart important entre les résultats, la situation financière, les
suggérés par ces éléments prévisionnels. Cellectis fournit ces éléments à la date du présent communiqué et décline toute
obligation de mise à jour sur la base de toute nouvelle information, événement ou autre motif. Au nombre des risques et
incertitudes susceptibles d’occasionner un écart entre les résultats, la situation financière, les performances ou les
réalisations futurs de Cellectis et ceux envisagés ou suggérés par ces éléments prévisionnels figurent notamment les
risques et incertitudes décrits dans les paragraphes « Facteurs de risques » du prospectus préparé par Cellectis et
approuvé par l’Autorité des Marchés Financiers (« AMF ») le 22 janvier 2007 sous le visa n° 07-023, disponible sur le site
internet de l’AMF (http://www.amf-france.org) et sur celui de Cellectis (http://www.cellectis.com).
Pour tout renseignement complémentaire, merci de contacter :
Cellectis SA
Frédéric Pâques, PhD.
Directeur scientifique
e-mail: [email protected]
Tél.: +33 (0)1 41 83 99 00
Alize Public Relations
Caroline Carmagnol
[email protected]
+33 (0) 6 64 18 99 59
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