Ingénierie rétrovirale pour la modification des génomes

Abstract

Les connaissances accumulées sur la biologie du virus VIH-1 ont permis l’émergence de techniques exploitant l’architecture des rétrovirus, leurs propriétés infectieuses, et leur capacité d’intégration dans le génome cellulaire. Ce champ d’étude constitue la vectorologie rétrovirale qui s’est démocratisée dans les laboratoires par l’usage des vecteurs lentiviraux. En détournant de manière différente l’assemblage rétroviral, d’autres systèmes émergent et sont de plus en plus cités dans la littérature récente. En particulier, des particules défectives permettent une livraison transitoire d’effecteurs qui ciblent le génome. Cette caractéristique en fait des outils très adaptés pour l’administration de « scalpels génétiques », dont la persistance à long terme n’est pas requise dans la cellule ou l’organisme cible. Depuis la description du système CRISPR/Cas9 en 2012, les techniques d’ingénierie génomique n’ont cessé d’évoluer en terme de capacité et de fiabilité. Plusieurs dérivés du système CRISPR permettent aujourd’hui l’édition du génome humain avec une précision à l’échelle nucléotidique. Livrer ces facteurs effecteurs dans la cellule, ou l’organisme, reste un défi technique majeur sur lequel les vectorologistes se sont penchés. La présente revue décrit les principaux systèmes rétroviraux utilisés pour manipuler le génome. Après un tour d’horizon des techniques d’ingénierie génétique, nous verrons comment, en manipulant divers éléments architecturaux des rétrovirus, les chercheurs ont développé une grande variété d’outils génétiques. Les subtilités, les potentialités et les limites des particules pseudo-virales rétrovirales (VLPr) seront abordées.

The accumulated knowledge on the biology of the HIV-1 virus has led to the emergence of technologies that exploit the architecture of retroviruses and their integration or vectorization properties. This field of study constitutes retroviral vectorology, democratized in laboratories by the use of lentiviral vectors. By hijacking retroviral assembly, other systems are emerging and are increasingly mentioned in recent literature. In particular, defective retroviral particles are capable of transiently delivering effectors that act on the genome: they thus appear to be more suitable tools for delivering genetic scalpels, whose persistence in the target cell or organism is not required. Since the description of the CRISPR Cas9 system in 2012, genome engineering techniques have continued to evolve in terms of capacity and reliability. Several derivatives of the CRISPR system can now modify the human genome with nucleotide-level precision. Introducing these effectors into the cell or organism remains a major technical challenge that vector scientists are striving to overcome. This review describes the major retroviral systems used for genome manipulation. Following an overview of genetic engineering techniques, we will see how researchers have developed a wide range of genomic tools by manipulating different processes in the retroviral architecture.