Coupes de muscles de souris sauvage (WT) ou dépourvues de MTM1 (KO), sans (eau) ou avec une supplémentation en précurseur de vitamine K. La coloration permet d’apprécier que la taille des fibres musculaires des souris sans MTM1 augmente jusqu’à une taille normale avec la supplémentation. © Charlotte Gineste, IGBMC, Illkirch

La myopathie myotubulaire est une maladie génétique rare due à des mutations d’un gène, le gène MTM1. Une étude menée chez l’animal par des chercheurs de l’Inserm du CNRS et de l’université de Strasbourg à l’IGBMC, en collaboration avec des équipes américaines apporte des précisions sur les mécanismes sous-jacents de cette maladie. Ces travaux, publiés dans la revue Science, suggèrent qu’une supplémentation en vitamine K pourrait améliorer certains symptômes de la maladie, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques.

La myopathie myotubulaire, aussi appelée « myopathie centronucléaire liée au chromosome X », est une maladie génétique rare et sévère affectant les nouveau-nés et enfants. Elle touche environ un enfant sur 50 000. Liée à une mutation sur le gène MTM1 situé sur le chromosome X, elle se manifeste par une altération de la taille et de la forme des fibres musculaires. Les principaux symptômes sont une faiblesse musculaire généralisée et une détresse respiratoire.

Il n’y a pas de thérapie à l’heure actuelle et les connaissances sur la myopathie myotubulaire sont encore parcellaires. Grâce à une collaboration entre les équipes de Jocelyn Laporte, directeur de recherche Inserm à l’IGBMC et Llyod Trotman à Cold Spring Harbor (USA), les mécanismes de cette maladie ont néanmoins pu être précisés. Les scientifiques ont notamment mis en évidence qu’une supplémentation en vitamine pro-oxydante pourrait améliorer les symptômes de la maladie dans un modèle animal.

Les effets d’une supplémentation en vitamine K

Dans la myopathie myotubulaire, la perte de la protéine MTM1, liée à la mutation du gène du même nom, entraîne un surplus d’un lipide appelé PI3P. Dans ce contexte, les scientifiques s’intéressent à une enzyme, la kinase VPS34, qui pourrait être l’une des clés pour comprendre ce mécanisme. En effet, on sait que VPS34 produit ce lipide et s’oppose à l’action de la protéine MTM1. Elle pourrait donc être un levier à exploiter pour tenter d’agir sur la maladie.

Dans cette étude, les scientifiques ont commencé par montrer que l’action de VPS34 peut être bloquée par un mécanisme d’oxydation. Fort de ce constat, ils ont cherché à déterminer si ce « blocage » pouvait avoir un effet pour corriger la myopathie myotubulaire.

Pour cela, ils se sont intéressés à une vitamine bien connue, la vitamine K, qui est naturellement présente dans les légumes verts à feuilles (tels que chou vert, épinards et chou frisé), l’huile de soja et de colza. En effet, cette vitamine à des propriétés oxydantes.

Les scientifiques ont donc ajouté un précurseur de la vitamine K à l’alimentation de souris modèles de myopathie myotubulaire. Ils ont montré que cette supplémentation en vitamine améliore significativement l’espérance de vie de ces souris ainsi que la masse et l’organisation musculaire, et par voie de conséquence leur fonction motrice.

« Ces résultats encourageants chez l’animal nous confortent dans l’idée qu’agir sur la kinase VPS34, via la supplémentation en vitamine K, pourrait être une piste prometteuse pour améliorer les symptômes de la maladie », explique Jocelyn Laporte.

Ces résultats devront maintenant être validés dans des études plus larges et des essais cliniques. A terme, ils pourraient conduire à recommander la supplémentation en vitamine K pour les patients atteints de myopathie myotubulaire, dans l’espoir notamment d’améliorer leur motricité et leur autonomie.

Coimmunofluorescence phospho-ERK (rouge), Green Fluorescent Protein (cyan) et DAPI sur coupe de rate de souris porteuses d’une mutation endothéliale KRAS G12C © Guillaume Canaud

Les équipes de l’unité de médecine translationnelle et thérapies ciblées de l’hôpital Necker-Enfants malades AP-HP, de l’Inserm, de l’université Paris Cité au sein de l’Institut Necker–Enfants Malades, coordonnées par les professeurs Guillaume Canaud (Université Paris Cité, AP-HP) et Laurent Guibaud (Hospices Civils de Lyon, Centre de référence des anomalies vasculaires superficielles), ont mené une étude montrant un effet prometteur du médicament anticancéreux sotorasib pour les malformations artérioveineuses secondaires à une mutation du gène KRAS de type G12C. Les résultats ont fait l’objet d’une publication parue le 17 juillet 2024 dans la revue New England Journal of Medicine.

Une malformation artérioveineuse (MAV) résulte de connexions anormales entre les artères et les veines. Les MAV sont fréquemment associées à des symptômes de type douleurs, saignements, insuffisance cardiaque, déformité esthétique ou à des compressions d’organes. Ces malformations progressent en général au fil du temps. Les MAV sont dans la plupart des cas d’origine génétique, soit « germinales » donc familiales, soit sporadiques dues à une mutation génétique localisée. Dans nombre de ces derniers cas, le gène responsable est le gène KRAS, un gène impliqué dans la croissance, la prolifération et la survie cellulaire. Il existe différents types de mutation KRAS. Pour le moment, aucun traitement médicamenteux n’est approuvé dans ces pathologies.

Le sotorasib, développé par le laboratoire Amgen, est un médicament anticancéreux utilisé pour traiter un type de cancer du poumon, le cancer du poumon non à petites cellules (CBNPC) avancé, présentant une mutation du gène KRAS, la mutation KRAS G12C. Le médicament cible ainsi de manière sélective la protéine KRAS p.G12C.

Les équipes des Professeurs Guibaud et Canaud ont identifié la présence d’une mutation KRAS G12C chez deux patients adultes ayant des MAV sévères et sans ressource thérapeutique. Ils ont alors décidé de créer deux modèles de souris développant des malformations vasculaires secondaires à une mutation KRAS G12C afin de mieux comprendre la physiopathologie de ces malformations. Les modèles précliniques ont en grande partie récapitulé les malformations observées chez l’homme. Grace à ces deux modèles, ils ont ensuite testé et démontré l’efficacité du sotorasib pour prévenir le développement des malformations vasculaires et améliorer significativement la survie des souris.

Fort de ces résultats, les Professeurs Guibaud et Canaud ont obtenu une autorisation d’utilisation du sotorasib par le laboratoire Amgen pour l’administrer à ces deux patients dans le cadre de leur prise en charge thérapeutique. Dans les semaines suivants le début du traitement, les deux patients ont noté une amélioration nette de leurs symptômes (arrêt des saignements, cicatrisation d’ulcérations cutanées chroniques, disparition de la douleur et récupération d’une surdité), une réduction cliniquement visible de la malformation. Ce dernier résultat a ensuite d’ailleurs été confirmé par IRM. Après 2 ans de suivi, les patients n’ont pas développé de résistance au traitement.

Ce travail démontre l’intérêt d’obtenir un diagnostic moléculaire pour ce type de maladies rares et la possibilité de repositionner des médicaments très ciblés développés pour d’autres indications, comme les chercheurs l’avaient fait précédemment pour l’alpelisib dans le syndrome de CLOVES et les syndromes apparentés.

Ces résultats devront être confirmés par des études à venir sur un nombre plus important de patients. Ces repositionnements médicamenteux ouvrent de nouveaux champs thérapeutiques, en particulier pour les MAV, pour lesquelles ces médicaments pourraient être combinés à une prise en charge chirurgicale ou en radiologie interventionnelle.

L’augmentation de l’activité de l’enzyme Glycerol Kinase (GK) à elle seule est capable d’arrêter la prolifération cellulaire et démarrer un programme de sénescence. La coloration bleue des cellules est un biomarqueur de la sénescence. Sur cette image, on voit des cellules sur-exprimant l’enzyme GK. © Khaled Tighanimine/équipe Mario Pende.

La sénescence cellulaire est un processus physiologique qui a été associé dans de nombreux travaux aux maladies liées au vieillissement. Néanmoins, les mécanismes biologiques de la sénescence et la manière dont celle-ci pourrait constituer une cible thérapeutique d’intérêt pour lutter contre ces pathologies demeurent encore assez mal compris. Dans une nouvelle étude publiée dans Nature Metabolism, des scientifiques de l’Inserm, d’université Paris Cité et du CNRS au sein de l’Institut Necker Enfants Malades, ont identifié des changements métaboliques, c’est-à-dire des modifications de l’utilisation de l’énergie par les cellules, associés à la sénescence. Cette étude suggère aussi que ces changements métaboliques, qui entrainent l’accumulation de graisse dans la cellule, pourraient être une cible thérapeutique prometteuse dans les maladies liées au vieillissement.

La sénescence cellulaire est un processus physiologique qui entraîne une modification des fonctions de la cellule et un arrêt irréversible de ses divisions. Elle est induite par une exposition aiguë ou chronique de l’organisme à des signaux de stress physiologique (comme par exemple des dommages causés à l’ADN, le vieillissement, l’oncogénèse[1]…).  Il est aujourd’hui bien établi que l’accumulation de cellules sénescentes dans l’organisme contribue aux maladies liées à l’âge, mais on ne comprend pas encore entièrement son rôle dans l’initiation de ces pathologies ni tous les mécanismes sous-jacents impliqués.

Pour accroitre les connaissances sur le sujet, le chercheur Inserm Mario Pende et ses collègues s’intéressent depuis plusieurs années, notamment dans le cadre du programme scientifique AgeMed (voir encadré), aux changements métaboliques qui s’opèrent au niveau des cellules lors du processus de sénescence.

En effet, la sénescence est caractérisée par une inflammation et une reprogrammation métabolique, c’est-à-dire par une modification de l’utilisation de l’énergie par les cellules.

« Comprendre les changements métaboliques qui interviennent au niveau des cellules pendant le vieillissement est donc clé, car cela pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour cibler la sénescence et en retirer des avantages pour la santé » explique Mario Pende.

Dans leur nouvelle étude, les scientifiques ont d’abord eu recours à des approches de transcriptomique (l’analyse de l’ensemble des molécules d’ARN résultant de la transcription du génome) et de métabolomique (l’analyse des métabolites, petits composés organiques issus de l’organisme) pour étudier ces changements in vitro, dans des cellules sénescentes soumises à différents stress.

En combinant ces différentes méthodes, ils ont pu identifier une « signature » métabolique distincte associée à la sénescence. Dans les cellules sénescentes, ils ont en effet constaté qu’il y avait une accumulation de plusieurs métabolites : le lactate, l’alpha ketoglutarate, le glycérol-3-phosphate (G3P) et la phosphoéthanolamine (PEtn). Ces accumulations résultent de modifications dans l’activité de certaines enzymes (dont une enzyme appelée « glycérol kinase »). Ces résultats ont ensuite été confirmés dans d’autres types cellulaires et sur des modèles animaux.

« En combinaison avec d’autres mesures, cette signature métabolique pourra être utilisée comme biomarqueur du vieillissement cellulaire et ainsi permettre son suivi pendant la vie d’un individu », souligne Mario Pende.

Dans la seconde partie de l’étude, les scientifiques ont aussi cherché à moduler les changements métaboliques qu’ils avaient observés, afin de voir s’ils pouvaient réduire les effets délétères de la sénescence sur la santé. En utilisant des molécules qui inhibent l’activité de l’enzyme glycérol kinase, ils ont constaté une réduction de l’inflammation liée à la sénescence tout en diminuant l’accumulation de graisses dans les cellules (les triglycérides).

« Nous ne sommes pas parvenus à redémarrer le cycle cellulaire et à pousser les cellules sénescentes à se multiplier à nouveau. En revanche, nous avons pu observer clairement une diminution des marqueurs inflammatoires associés au processus de sénescence. Nos résultats indiquent donc globalement que réguler le changement métabolique observé dans les cellules sénescentes pourrait être une stratégie prometteuse pour cibler la sénescence cellulaire dans les maladies liées au vieillissement », conclut Mario Pende.

[1] La conversion d’une cellule normale en cellule cancéreuse

Ces travaux ont fait l’objet d’un dépôt de brevet par Inserm Transfert.

Image issue du magazine Science & Santé, janvier-février 2013, rubrique Grand angle, p30. Cellule bêta pancréatique humaine. Les noyaux des cellules sont colorés en bleu et l’insuline contenue dans les cellules est en rouge.

Un nouveau marqueur pronostic de risque cardiovasculaire chez les personnes atteintes de diabète de type 2 (DT2) a été identifié par des scientifiques de l’Inserm, de l’Université Paris Cité et du CNRS à l’Institut Necker Enfants malades à Paris. L’équipe dirigée par le chercheur Inserm Nicolas Venteclef a montré que la quantité de globules blancs circulants dans le sang, ainsi que certains sous-types, sont associés au risque d’accident vasculaire cérébral ou d’infarctus du myocarde à dix ans. Ce résultat paru dans Circulation Research pourrait permettre de dépister les individus atteints de DT2 les plus à risque pour accroître la prévention. Un brevet a été déposé en ce sens par l’équipe fin 2023.

Les personnes atteintes de diabète de type 2 (DT2) ont environ deux fois plus de risque de présenter un accident cardiovasculaire associé à l’athérosclérose au cours de leur vie, comme un infarctus du myocarde ou un accident vasculaire cérébral. L’athérosclérose est une maladie caractérisée par la présence de plaques le long de la paroi des artères susceptibles de se rompre et d’obstruer le flux sanguin.

Identifier les sujets qui sont le plus à plus risque de développer cette maladie parmi les personnes diabétiques de type 2, demeure très difficile. En effet, les scores prédictifs à dix ans qui intègrent plusieurs facteurs de risque cardiovasculaires comme l’âge, le tabagisme ou encore le taux de cholestérol sont peu fiables lorsqu’ils sont appliqués à cette population, y compris en tenant compte de facteurs spécifiques au diabète de type 2 (durée du diabète, hémoglobine glyquée HbA1c…). Il est donc important d’identifier de nouveaux facteurs prédictifs pour cette population spécifique.

Dans une nouvelle étude, l’équipe du chercheur Inserm Nicolas Venteclef, à l’institut Necker Enfants Malades (Inserm/Université Paris Cité/CNRS), s’est intéressée à une catégorie de globules blancs circulant dans le sang, les monocytes, qui sont directement impliqués dans l’apparition et la progression de l’athérosclérose. En évaluant leur quantité dans le sang et les sous-types présents chez les patients atteints de DT2, les chercheurs ont souhaité vérifier si ces paramètres pouvaient constituer des marqueurs associés au risque cardiovasculaire.

En effet, dans le cas de l’athérosclérose, les monocytes circulant dans le sang sont « recrutés » au niveau de la paroi interne des artères. Là, ils se différencient en macrophages, des cellules capables de capturer le « mauvais cholestérol » et de produire des molécules inflammatoires. Plus les macrophages s’accumulent, plus ils captent de lipides, plus l’inflammation est importante et plus la plaque d’athérome croît. À terme, ces plaques peuvent entraîner la lésion de la paroi artérielle, obstruer le vaisseau ou se rompre.

Un travail sur trois cohortes de patients

Pour ce travail, l’équipe s’est appuyée sur trois cohortes de patients DT2. Tout d’abord, à partir de la cohorte AngioSafe-2[1] incluant 672 diabétiques de type 2, les chercheurs ont constaté que le taux de monocytes circulants était positivement corrélé à l’importance des plaques d’athérome et donc au risque d’accident cardiovasculaire lié à l’athérosclérose, indépendamment de l’âge et de la durée du diabète. Autrement dit, plus il y a de monocytes circulants, plus le risque d’accident cardiovasculaire est élevé.

Ce premier résultat a été confirmé auprès d’une seconde cohorte appelée GLUTADIAB, comprenant 279 personnes atteintes de diabète de type 2. Ce travail a également inclus l’analyse moléculaire des monocytes circulants dans ces deux cohortes et a permis d’identifier certains sous-types de monocytes prédominants chez les sujets DT2 à haut risque cardiovasculaire.

Restait à comprendre comment les scientifiques pouvaient utiliser ce résultat pour prédire le risque cardiovasculaire. Une troisième cohorte appelée SURDIAGENE qui suit des personnes atteintes de diabète de type 2[2] a permis aux auteurs de disposer du taux de monocytes circulants totaux pour 757 patients suivis en prévention cardiovasculaire. En corrélant ces taux avec les cas de survenue d’infarctus du myocarde ou d’accident vasculaire cérébral dans la cohorte, ils ont pu mettre en évidence que les personnes atteintes de diabète de type 2 qui ont un nombre de monocytes supérieur à un certain seuil (0,5 × 10⁹/L) auraient un risque cinq à sept fois plus élevé d’événement cardiovasculaire dans les dix ans par rapport à celles ayant un nombre de monocytes inférieur à ce seuil.

Forts de ces résultats, les scientifiques ont déposé un brevet protégeant leur découverte. Ils travaillent à présent à l’élaboration d’un capteur électronique qui permettrait d’effectuer le dosage des monocytes circulants à partir du prélèvement d’une goutte de sang[3] en les classant par sous-types de monocytes. L’objectif à terme est d’inclure cette analyse dans les scores pronostics du risque cardiovasculaire déjà existants, pour identifier les patients diabétiques de type 2 les plus à risque et améliorer la prévention.

Ces travaux ont fait l’objet d’un dépôt de brevet par Inserm Transfert.

[1] recrutés dans les services de diabétologie des hôpitaux Lariboisière et Bichat Claude Bernard AP-HP

[2] Suivis dans le service d’endocrinologie du CHU de Nantes

[3] en partenariat avec l’Institut public PRINT’UP