THESE DE DOCTORAT DE L'UNIVERSITE PARIS 6 Capucine ...

4. Régulation temporelle de l’expression des gènes 41
(3) ARNi (ou ARN interférence) : utilisation d’ARN double brin qui induira une extinction
de l’ARNm correspondant. L’ARNi est à la base un mécanisme de défense naturel de
la cellule face à une invasion par des agents étrangers tels que des rétrovirus. C’est un processus
post-transcriptionnel qui est déclenché par l’introduction d’ARN double-brin (ARNdb)
dans la cellule et qui mène à l’inactivation d’un gène d’une manière séquence-spécifique. Ce
phénomène naturel connu depuis plusieurs année a été initialement découvert dans les plantes
(post-transcriptional gene silencing, PTGS). Le principe de l’ARN interférence repose sur l’introduction
d’une courte séquence d’ARN double brin (21 pb), le siRNA (small interfering RNA),
dans les cellules provoquant une inhibition sélective et efficace de la traduction de l’ARN messager
complémentaire d’un des deux brins. Ces siRNA servent de signaux pour activer le complexe
enzymatique RISC (RNA-Induced Silencing Complex, localisation cytoplasmique) qui contient
les protéines nécessaires au clivage de l’ARNm cible. Les siRNA sont incorporés dans le complexe
RISC où ils sont déroulés grâce à l’activité hélicase du complexe. Une fois déroulés, le simple
brin guide le complexe RISC vers l’ARNm cible de séquence complémentaire et il en résulte
un clivage endonucléolytique de l’ARNm (la nucléase intervenant dans cette deuxième étape est
encore inconnue) conduisant à une inhibition de l’expression des protéines correspondantes [221].
(4) Ribozyme : ce sont des ARN catalytiques capables de cliver et/ou de former des
liaisons covalentes de très haute spécificité avec l’ARN naturel cible complémentaire auquel ils
sont appariés, sans l’aide d’enzyme. En effet, ils sont dotés d’une activité hydrolase, portée par
une courte séquence consensus dérivée des ribozymes «têtes de marteaux» («hammerhead») et
«épingle à cheveux» («hairpin»). Ils ont l’avantage d’inactiver définitivement la cible. Cet outil
a été largement utilisé pour inhiber de façon spécifique l’expression d’un gène cible en clivant
son ARNm cible, plus spécialement pour le traitement de maladies d’origine virale, génétique ou
cancéreuse. De la même façon que les ODN, les ribozymes se lient à l’ARN cible par des liaisons
de type Watson-Crick ce qui entraîne un clivage spécifique de la séquence. Ces agents devraient
avoir une meilleure efficacité que les ODN dépendants de la RNase H car ils font intervenir une
cinétique avec deux biomolécules uniquement au lieu de trois pour les ODN (l’ODN, l’ARNm
et la RNase H). De plus ces ribozymes peuvent être modifiés chimiquement comme les ODN ou
peuvent être exprimés à partir d’un vecteur ce qui permet d’avoir une production en continu de
ces molécules dans la cellule. Cependant pour fonctionner ces ribozymes doivent non seulement
se lier à l’ARNm cible pour le cliver mais ensuite se détacher de l’ARNm pour agir sur d’autres
ARNm. Cette étape de dissociation est souvent l’étape limitante.
(5) DNAzyme : ce sont des séquences d’ADN ayant une activité catalytique. L’attrait des
DNAzymes par rapport aux ribozymes est leur facilité de production et leur plus grande stabilité
du fait que ce soit de l’ADN et non de l’ARN. De la même façon, ces DNAzymes peuvent être
modifiés chimiquement.
(6) Aptamères : Contrairement aux stratégies précédentes qui faisaient appel à des inhibiteurs
de séquences complémentaires des ARN cibles, les aptamères sont engendrés à partir
d’une banque aléatoire d’oligonucléotides. Ces derniers sont sélectionnés pour leur capacité à
se fixer avec une forte affinité sur la structure du substrat cible intracellulaire qui peut être de
nature très variée telle que des ARN mais aussi des ADN, des protéines ou des acides aminés.
Des cycles d’amplification/sélection (méthode SELEX : systematic evolution of ligands by exponential
enrichment) permettent l’identification de motifs montrant une bonne affinité pour la
cible, et qui présentent ainsi un intérêt thérapeutique [231].