Un jeune adulte atteint d’une maladie génétique grave du sang, la β-thalassémie, a été traité avec succès grâce à un protocole de thérapie génique utilisant un nouveau vecteur. Cette thérapie génique s’avère suffisamment efficace pour que, plus de trois ans après le début du traitement, le patient n’ait plus besoin de transfusions sanguines pour mener une existence normale alors qu’il était jusqu’alors transfusé tous les mois pour permettre sa survie. Les résultats de cet essai clinique, dirigé par le Pr. Philippe Leboulch et mené par des équipes de recherche associant le CEA (1), l’Inserm, l’Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, l’Université Paris-Sud 11, les universités Paris Descartes et Paris Diderot (Sorbonne Paris Cité), les universités américaines d’Harvard et de Pennsylvanie, et la société Bluebird Bio (anciennement Genetix Pharmaceuticals) dont la filiale française est promotrice de l’essai, sont publiés dans la revue Nature du 16 septembre.

Les investigateurs principaux cliniques sont le Pr. Marina Cavazzana-Calvo de l’hôpital Necker-Enfants malades (AP-HP, Université Paris Descartes) et le Pr. Eliane Gluckman de l’hôpital Saint-Louis (AP-HP, Université Paris Diderot) à Paris. Ce premier succès concrétise les espoirs placés dans l’utilisation de la thérapie génique pour traiter les hémopathies. C’est aussi la première fois qu’une thérapie génique efficace est développée pour une maladie génétique aussi fréquente.

Qu’est-ce que la β-thalassémie ?

Les hémoglobinopathies (β-thalassémie et drépanocytose) sont les maladies génétiques héréditaires les plus fréquentes au monde. Elles sont dues à des défauts innés du gène codant pour la β-globine, un constituant essentiel de la molécule d’hémoglobine qui transporte l’oxygène dans les globules rouges, depuis les poumons vers tous les tissus de l’organisme. Dans les formes sévères de β-thalassémie, les patients souffrent d’anémie profonde. Leur survie est assurée par des transfusions régulières et l’élimination systématique du fer (chélation [2]). La présence de ce dernier à haute dose, très toxique, est due aux nombreuses transfusions. Les malades présentent des épaississements osseux et une augmentation du volume de la rate qui peut nécessiter son ablation. Près de 5 % de la population mondiale est porteur d’un gène de globine défectueux, près de 200 000 enfants naissent chaque année dans le monde avec un syndrome thalassémique, et 1 personne sur 10 000 est diagnostiquée avec cette maladie chaque année au sein de l’Union européenne. Dans la variété de thalassémie βE/b0, comme dans le cas du patient traité dans cet essai clinique, l’un des gènes de β-globine est complètement silencieux alors que l’autre exprime un taux faible d’une protéine mutée (βE). Cette variété est particulièrement fréquente en Asie du Sud Est et dans les populations immigrantes en provenance de ces pays.

Comment est-elle traitée actuellement ?

Le traitement conventionnel de la thalassémie majeure est basé sur des transfusions sanguines, généralement toutes les 3 ou 4 semaines, dès que le taux d’hémoglobine descend en dessous d’une valeur compatible avec une activité normale du patient. En l’absence de ces transfusions le patient succomberait rapidement d’anémie profonde. Mais leur caractère répété apporte un excès de fer qui doit être éliminé par un traitement chélateur, afin d’éviter des effets secondaires graves et parfois mortels. Si ce traitement a transformé l’espérance de vie des patients, sa lourdeur altère fortement leur qualité de vie. Quand c’est possible, une greffe de moelle osseuse peut être envisagée chez les enfants et les adolescents, mais ce traitement reste soumis à la difficulté de trouver un donneur compatible et à un risque substantiel de rejet de greffe ou de réaction du greffon contre l’hôte.

Production de β-globine par thérapie génique : un véritable challenge technique

La mise au point d’une thérapie génique est donc un véritable espoir pour les 80 % de malades ne pouvant pas avoir accès à une greffe de moelle. Envisagée depuis près de trente ans, cette thérapie génique représente en réalité un véritable défi technologique. La première étape a consisté à mettre au point le protocole de thérapie génique chez l’animal. Plusieurs obstacles majeurs ont dû être levés, ceci grâce à une étroite coopération entre la recherche « académique » dirigée par le Pr. Leboulch au MIT (Massachusetts Institute of Technology) puis à l’Université d’Harvard, en collaboration avec ses partenaires français et la société de biotechnologie américaine, qu’il a fondée, Bluebird Bio.

Prérequis de la thérapie génique hématopoïétique par « addition de gène » © CEA

En effet, le gène modifié de la β-globine à transférer est de grande taille. De plus, il faut qu’il soit intégré dans une grande proportion de cellules souches hématopoïétiques(3) et exprimé fortement et spécifiquement dans les globules rouges. Afin de permettre d’atteindre un niveau d’expression optimal, les chercheurs se sont tournés vers les vecteurs dérivés du virus d’immunodéficience humaine inactivé, particulièrement efficaces pour transférer de grands fragments d’ADN dans les cellules souches hématopoïétiques. Ces mêmes vecteurs ont également été utilisés récemment pour traiter avec succès deux patients atteints d’adrénoleucodystrophie, essais auxquels les Pr. Hacein-Bey-Abina, Cavazzana-Calvo et Leboulch ont aussi participé (Cartier et al.Science 2009;326:818-23).

Ces vecteurs sont dotés d’éléments nécessaires pour assurer une très forte expression de la β-globine. Ils comportent également des éléments de sécurisation qui évitent d’une part la réplication du virus et d’autre part l’activation non désirée de gènes du patient autres que la β-globine.

Le groupe du Pr. Leboulch avait ainsi réalisé, il y a près de 10 ans, la première correction de la drépanocytose chez la souris (Pawliuk et al.Science 2001;294:2368-71) avant d’appliquer ce protocole aux cellules souches hématopoïétiques humaines.

La deuxième étape du processus a consisté à produire à grande échelle des lots de vecteurs pour la thérapie de qualité « clinique ». Cette étape cruciale pour permettre l’application du protocole chez l’homme dans des conditions de sécurité optimale pour les patients a été prise en charge par la société Bluebird Bio.

Premier essai clinique utilisant un vecteur lentiviral © CEA

L’essai clinique et ses résultats

Après obtention de l’autorisation des autorités sanitaires françaises (Afssaps) en 2006, un essai clinique de phase I/II pour la thalassémie a été lancé sous la direction scientifique du Pr. Leboulch. Le premier patient thalassémique est entré dans le protocole en 2007. Ce jeune homme âgé à l’époque de 18 ans, d’origine Thaïlandaise et Vietnamienne, était dépendant depuis son enfance de transfusions mensuelles pour rester en vie.

L’étape importante de transduction des cellules a été réalisée dans le Département de Biothérapie de l’Hôpital Necker-Enfants Malades par le Pr. Marina Cavazzana-Calvo et le Pr. Salima Hacein-Bey-Abina qui possèdent une grande expérience dans ce domaine. Elle a consisté à prélever les propres cellules de moelle osseuse du patient et à les corriger ex vivo par transfert d’une version fonctionnelle du gène déficient à partir du vecteur produit par le laboratoire du Pr. Leboulch en collaboration avec bluebird bio. Les cellules ainsi corrigées ont ensuite été réinjectées au patient. L’essai clinique a ensuite été poursuivi à l’hôpital Saint-Louis sous la responsabilité clinique du Pr. Gluckman. Le Dr. Françoise Bernaudin de l’hôpital Intercommunal de Créteil a assuré le suivi du patient.

« L’insertion par thérapie génique d’une copie du gène de la b-globine a permis, au bout de quelques mois, aux cellules d’exprimer la b-globine thérapeutique à un taux suffisamment élevé pour que le patient n’ait eu besoin d’aucune transfusion depuis plus de deux ans ! C’est une avancée historique dans le combat contre cette maladie », explique le Pr. Cavazzana-Calvo, qui sera pour la suite de l’essai l’investigateur principal clinique.

Le Dr. Bernaudin qui a suivi le patient depuis sa petite enfance a ajouté « C’est merveilleux de voir que la vie de ce jeune homme a changé de cette manière : il est maintenant libre de transfusions et de chélation du fer par perfusions, et a un emploi en CDI à plein temps dans un restaurant. Nous arrivons même à lui faire des saignées régulièrement pour accélérer l’élimination du fer toxique qui s’était accumulé depuis des années à cause des transfusions. »

A la vue de ces résultats particulièrement prometteurs, en janvier 2010, l’Afssaps a autorisé l’inclusion d’un nouveau patient et la poursuite de l’essai. L’Association Française contre les Myopathies (AFM), qui a déjà contribué à ce projet grâce aux dons du Téléthon, va collaborer avec le promoteur Bluebird Bio pour la poursuite des essais cliniques sur les maladies génétiques de la globine et pour le développement de ces thérapies au service des patients. En parallèle, un accord de collaboration a été signé en novembre 2009 avec la Thaïlande pour étendre l’essai clinique à ce pays pour lequel la β-thalassémie représente un véritable problème de santé publique avec plus de 3 000 naissances par an d’enfants atteints de cette maladie. La société Bluebird Bio envisage aussi à brève échéance l’extension de l’essai aux états-Unis, où d’autres groupes de recherche académiques sont en passe de débuter leurs propres essais cliniques de thérapie génique lentivirale pour le traitement des hémoglobinopathies.

Dans le suivi post-thérapie génique, une analyse génomique très pointue a été effectuée en collaboration avec le Pr. Frédéric Bushman de l’Université de Pennsylvanie à Philadelphie pour s’assurer de l’absence de risque à long terme lié à l’insertion du gène thérapeutique dans l’ADN du patient. « Nous avons ainsi observé que parmi les clones (4) cellulaires génétiquement modifiés, l’un d’entre eux est dominant (HMGA2), produisant environ 3 % des cellules nucléées sanguines. Ce clone reste stable depuis sa découverte il y a un an. Même s’il faut rester prudent, à ce jour ce clone reste sans conséquence hématologique délétère » souligne le Dr. Emmanuel Payen, chercheur Inserm dans le laboratoire du Pr. Leboulch.

(1) L’institut des maladies émergentes et des thérapies innovantes du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et son unité mixte de recherche (UMR 962) Inserm-CEA-Université Paris-Sud 11
(2) Chélation : utilisation d’une molécule capable de fixer le fer en surplus et ainsi de l’éliminer de l’organisme
(3) Cellules souches à la base de la production de toutes les cellules sanguines
(4) Clone cellulaire : ensemble de cellules génétiquement identiques dérivant d’une seule cellule initiale par divisions successives

11 ans déjà ! En mars 1999, Alain Fischer, Marina Cavazzana-Calvo et Salima Hacein- Bey-Abina et leurs équipes de l’Inserm, de l’AP-HP et de l’Université Paris Descartes traitaient pour la première fois par thérapie génique des enfants atteints d’une maladie les privant de défenses immunitaires. Aujourd’hui, sept enfants pris en charge en France vont bien et mènent une vie normale. Ces onze années ont permis aux chercheurs de perfectionner la thérapie, de comprendre et de tenter de s’affranchir des problèmes de toxicité rencontrés aux débuts de cette aventure. En écho à cette réussite, deux nouveaux essais cliniques démarrent en 2010. Ils concernent le DICS-X et le syndrome de Wiskott Aldrich. Le suivi de cette étude est publié ce jour dans The New England Journal of Medicine. Ces travaux remarquables ont reçu le soutien de l’AFM grâce aux dons du Téléthon.

Alain Fischer, Unité Inserm 768, « Développement normal et pathologique du système immunitaire », Département de Biothérapies et Unité d’Immunologie et d’Hématologie pédiatrique, Hôpital Necker Enfants Malades AP-HP, Université Paris Descartes, Paris © AP-HP, Julian Renard

Le déficit immunitaire combiné sévère lié au chromosome X est une maladie génétique rare caractérisée par une absence totale de cellules responsables de la défense de l’organisme contre les infections. Afin de combler ce manque de défenses immunitaires, les enfants touchés par cette maladie sont placés dès la naissance dans des chambres stériles. Pour ces « bébés-bulle », l’espoir de bénéficier un jour de la reconstitution de leur système immunitaire passe par une greffe de moelle osseuse issue d’un donneur familial compatible (idéalement un frère ou une soeur). Toutefois, la réussite de ces greffes est conditionnée par un certain nombre de facteurs limitants (manque de donneurs, risque de mortalité, reconstitution incomplète des défenses immunitaires, etc.).
11 ans déjà !

En 1999, Alain Fischer, Marina Cavazzana-Calvo et Salima Hacein-Bey-Abina (Unité Inserm 768, « Développement normal et pathologique du système immunitaire », Département de Biothérapies et Unité d’Immunologie et d’Hématologie pédiatrique, Hôpital Necker Enfants Malades AP-HP, Université Paris Descartes, Paris) proposent une nouvelle méthode de thérapie génique qui permet de s’affranchir des inconvénients liés à la greffe de moelle osseuse. Elle consiste à insérer une copie normale du gène altéré dans l’organisme des enfants malades.

Pour cela, le gène médicament est inséré en dehors de l’organisme (ex vivo) dans les cellules du patient grâce à un vecteur viral de type rétrovirus. Ce vecteur permet la pénétration du gène dans la cellule, son insertion au sein du génome et la production de la protéine défectueuse chez les enfants. Une fois cette étape réalisée, les cellules corrigées à l’origine des éléments responsables des défenses immunitaires (les lymphocytes T) sont réinjectés au patient.

Les différentes étapes de la thérapie génique du DICS-X

Les premiers enfants ainsi traités par thérapie génique ont pu retrouver un système immunitaire fonctionnel et échapper aux infections à répétition. Quatre d’entre eux ont néanmoins développé une leucémie à la suite de la thérapie. Cette complication était due à l’insertion dans des sites inappropriés (1) du rétrovirus utilisé pour transporter le gène correcteur.
Une efficacité démontrée

Malgré ces problèmes de toxicité liés au rétrovirus, sept enfants pris en charge en France ont continué à produire suffisamment de lymphocytes T et, ce, de façon durable. « A ce jour les taux de lymphocytes T chez ces enfants sont vraiment très bons » nous explique Salima Hacein-Bey-Abina, professeur à l’Université Paris Descartes, « La capacité des précurseurs des lymphocytes T à se diviser a persisté même chez les enfants qui ont dû subir une chimiothérapie. Bien entendu, notre défi est maintenant de pouvoir proposer cette méthode mise au point en 1999 avec des vecteurs plus sûrs, mais son efficacité est aujourd’hui démontrée ».

Deux nouveaux essais en 2010

Deux déficits immunitaires héréditaires feront l’objet d’essais cliniques de thérapie génique en 2010. 5 enfants atteints de DICS-X intégreront un nouvel essai promu par l’AP-HP tandis que 10 enfants atteints du syndrome de Wiskott Aldrich (2) prendront part, en France et en Angleterre, à un essai promu par Généthon (le centre de recherche et de développement des thérapies géniques de l’AFM). Ce dernier essai a débuté en février dernier. Par ailleurs, l’équipe de chercheurs de l’Inserm est toujours impliquée dans l’essai clinique de thérapie génique contre l’adénoleucodystrophie (3).

Notes
(1) Thérapie Génique du déficit immunitaire DICS-X : résultats des premières investigations sur la complication survenue chez deux enfants traités

(2) Le syndrome de Wiskott-Aldrich (WAS) est un déficit immunitaire génétique lié à l’X. Cette pathologie rare, causée par des mutations dans le gène WAS, se caractérise par des hémorragies, des infections récurrentes et de l’eczéma. Les patients souffrent parfois de manifestations auto-immunes ou de lymphomes. Les patients sont traités par greffe de moelle si un donneur compatible est disponible.

(3) Succès dans le traitement de l’adrénoleucodystrophie par greffe de cellules souches porteuses d’un nouveau vecteur de thérapie génique

Le virus responsable du sida peut-être transmis sexuellement par des cellules infectées présentes dans le sperme. C’est ce que viennent de démontrer pour la première fois sur un modèle animal des chercheurs du CEA, de l’Université Paris-Sud 11 et de l’Inserm. Même si des soupçons portaient déjà sur le pouvoir contaminant de ces cellules, jusqu’à présent, les recherches avaient seulement démontré l’implication des virions (virus libres) dans ce type de transmission. Mieux connaître l’action et l’incidence des différentes sources de virus participant à la transmission par voie sexuelle est essentiel pour pouvoir développer des moyens de protection contre le sida plus efficaces et adaptés. Ces résultats viennent d’être publiés dans The Journal of Infectious Diseases (online).

Afin de limiter l’épidémie de sida, les espoirs reposent, en plus du préservatif, sur des méthodes pouvant être plus facilement contrôlées par les femmes. De nombreuses recherches se concentrent actuellement sur le développement de microbicides, de gels ou crèmes à appliquer dans le vagin. Malheureusement, les résultats des essais réalisés chez l’être humain n’atteignent pas les résultats obtenus en laboratoire. La compréhension de la transmission du virus par la muqueuse vaginale est donc essentielle pour concevoir de nouveaux moyens de protection plus efficaces.

Le sperme contient trois sources majeures de virus : des cellules leucocytaires infectées, des virions libres et des virions associés aux spermatozoïdes. Pourtant, la contribution de chacune de ces sources à la transmission sexuelle du virus n’est pas bien connue. Et si les cellules infectées étaient aussi contaminantes que les virus libres ? Cette question est d’importance quand on sait que le sperme de personnes séropositives peut contenir un niveau élevé de cellules infectées par le VIH. Les chercheurs du CEA, de l’Université Paris-Sud 11 et de l’Inserm viennent d’apporter de nouveaux éléments de réponse en étudiant chez le primate la capacité de transmission du virus par des cellules infectées déposées dans le vagin. Ces travaux ont été soutenus par l’Agence nationale de recherches sur le sida et les hépatites virales (ANRS).

Pour cela, ils ont utilisé le modèle animal le plus pertinent pour étudier et comprendre les mécanismes de transmission du virus et de développement du sida chez l’homme : l’infection de macaques par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV), virus responsable du sida du primate. Les chercheurs ont utilisé un stock de cellules prélevées dans la rate de macaques infectés par le SIV, contenant une majorité de lymphocytes T et de macrophages. Ce stock de cellules est représentatif des populations de cellules infectées par le VIH présentes dans le sperme humain. Une quantité de cellules, équivalente à celle présente dans un éjaculat, a été déposée sur la muqueuse vaginale de macaques femelles.

Les résultats montrent que les femelles sont effectivement fortement contaminées.

« Cette étude met en évidence le rôle important des cellules présentes dans le sperme dans la transmission par voie sexuelle du virus, mais les mécanismes impliqués doivent encore être décryptés », précise Roger Le Grand, responsable du Service d’immuno-virologie de l’iMETI (1).

« C’est ce que nous allons maintenant faire dans le cadre d’un projet européen. Nos données préliminaires suggèrent que les cellules infectées peuvent facilement franchir les barrières de la muqueuse et se propager dans l’hôte. »

L’implication des cellules infectées dans la transmission du VIH doit désormais être confirmée chez l’homme, mais ces résultats soulignent néanmoins l’importance de développer des approches préventives complémentaires de celles actuellement disponibles. Des approches capables d’arrêter le virus sous toutes ses formes, qu’il soit libre ou au sein de cellules.

Note :
(1) : le service d’immuno-virologie est une unité mixte de recherche CEA / Université Paris-Sud 11. Il fait partie de l’Institut des maladies émergentes du CEA.

Détection des ARN du virus VIH en périphérie cellulaire, par hybridation in situ (hybridation acide nucléique)  © Inserm, Fournier, JG

Dès l’annonce de l’émergence du virus A(H1N1) et du risque pandémique qu’il représentait, les ministères chargés de la Recherche et de la Santé ont confié à l’IMMI (Institut de Microbiologie et de Maladies Infectieuses), au nom d’AVIESAN, la coordination des recherches H1N1. Une organisation permettant de répondre à la fois aux critères d’exigences de qualité scientifique, de transparence et de réactivité dans une situation d’urgence a été mise en place de novo. Parallèlement, les organismes de recherche, les ministères, les agences et le secteur privé ont été sollicités pour le financement des projets.

Entre le mois de mai et le mois de septembre 2009, l’IMMI a reçu une trentaine de projets, qui tous ont été évalués par des experts indépendants. Plus d’une vingtaine ont été retenus, pour la majorité des projets de recherche clinique comportant des modules de virologie, d’immunologie, de génétique et de sciences humaines et sociales.

Dès le mois de janvier 2010, compte-tenu des nombreux résultats déjà publiés dans d’autres pays ayant connu une 1ère vague de grippe H1N1 plus précoce, des données préliminaires déjà disponibles et de la fin de la 1ère vague épidémique en France, certains projets ont été arrêtés ou mis en veille et de nombreux autres ont été réorientés. L’IMMI a ainsi modifié sa stratégie pour lui donner de nouvelles orientations plus compatibles avec la réalité pandémique.

Epidémiologie

Au 15 juin 2010, la grippe A(H1N1) a fait 18.156 décès dans 213 pays (source OMS).

En France, le pic épidémique a eu lieu fin novembre-début décembre 2009. En tenant compte d’hypothèses hautes et basses sur les proportions de cas asymptomatiques, l’Institut de Veille Sanitaire (InVS) estime qu’entre 7,7 à 14,7 millions de personnes ont été infectées en métropole. L’épidémie a touché majoritairement les moins de 65 ans, contrairement aux grippes saisonnières. Si le nombre de décès directement imputable à la grippe apparaît plus faible que lors des grippes saisonnières, l’âge des personnes décédées incite toutefois à réfléchir en termes d’ « années de vie perdues ».

On ne connaît pas aujourd’hui les facteurs qui ont prédisposé à l’infection par le virus pandémique H1N1, notamment environnementaux. Un certain nombre de groupes à risque et de facteurs de comorbidité ont cependant été mis en évidence : femmes enceintes, immunodéprimés, personnes présentant une obésité sévère.

Formes graves

En avril 2010 l’InVS recensait 1334 formes graves (réanimation ou soins intensifs) dont 74% chez les 15-64 ans et 312 décès. Aucun facteur de risque n’a été retrouvé chez 16% des patients ayant développé une grippe sévère. Les 15-64 ans ont été particulièrement touchés par des formes graves de la grippe pandémique puisqu’ils représentent 66% des décès contre 7% en moyenne pour la grippe saisonnière. Selon l’InVs, 80% des patients en soins intensifs présentaient des pathologies associées et notamment des maladies respiratoires chroniques. Présenter une obésité morbide (avec un IMC> 40), être enceinte ou avoir moins de un an durant l’épidémie de grippe A(H1N1) ont constitué des facteurs de risque de grippe sévère selon l’InVS. Les deux premiers facteurs n’étant pas associés à un risque accru pour la grippe saisonnière.

Un nouveau projet de recherche visant à évaluer les cas graves au plan immunologique et génétique, et notamment les syndromes de détresse respiratoire aigüs (SDRA) survenus sans facteur de risque, est en cours de validation par les autorités réglementaires.

Grippe A(H1N1) et grossesse

Dès août 2009, une étude publiée dans The Lancet montrait que 10% des formes graves étaient retrouvées chez les femmes enceintes alors qu’elles représentent environ 1% de la population (en France). Une forte proportion de cas graves avait également été observée chez les femmes enceintes lors des précédentes pandémies (1918,1957), contrairement aux épidémies saisonnières.

Un registre national sur la grippe pandémique au cours de la grossesse a été ouvert en collaboration avec l’InVS entre le 1er septembre et le 31 décembre 2010 (1). Sur 315 patientes incluses, 40 ont été hospitalisées en réanimation – dont une majorité de femmes dans leur 3ème trimestre de grossesseet 3 sont décédées. Toutes les femmes hospitalisées ayant présenté une forme grave de grippe ont été traitées par antiviral ce qui semble avoir limité les issues défavorables. Les analyses préliminaires confirment que la grossesse et notamment le 3ème trimestre est un facteur de risque de grippe sévère avec des conséquences lourdes pour la mère et moindres pour l’enfant. D’après les conclusions du registre, le nombre de cas sévères et la mortalité maternelle des femmes enceintes apparaît plus faible en France que dans d’autres pays, ce qui pourrait s’expliquer par les recommandations de prescription précoce d’oseltamivir aux femmes enceintes.

Taux d’immunisation de la population

5,7 millions de personnes ont été vaccinées contre la grippe pandémique. L’incertitude sur le nombre de cas de grippe asymptomatiques ne permet pas d’évaluer de manière précise le nombre de personnes immunisées contre ce virus H1N1 ayant circulé en 2009. Différents projets basés sur une analyse sérologique ont été mis en place afin de déterminer ce pourcentage de formes asymptomatiques en population générale et au sein des populations à risque.

Virologie

Cette grippe porcine apparue au Mexique au printemps 2009, rebaptisée grippe A(H1N1), est causée par un virus A(H1N1) issu d’un réassortiment entre plusieurs virus d’origine porcine, aviaire et humaine. Ce réassortiment génétique est à l’origine d’une cassure antigénique par rapport aux virus grippaux des années précédentes, ce qui s’est traduit par une forte susceptibilité de la population à ce nouveau variant.

Les chercheurs en écologie de la santé suspectent une transmission croisée du virus H1N1 du porc à l’homme et soulignent aujourd’hui la nécessité d’observer des règles strictes de biosécurité au sein des élevages porcins afin d’éviter une transmission des virus porcins à l’homme. Des travaux visant à identifier les déterminants de franchissement de la barrière des espèces par les virus de la grippe sont en cours.

Les Centres Nationaux de Référence, avec différentes équipes du réseau des laboratoires chargés du diagnostic de la grippe A(H1N1) en France, ont évalué dans un premier temps la performance des tests de diagnostic chez l’homme et montré le manque de sensibilité des tests de diagnostic rapide utilisables au lit du malade. Des travaux en cours concernent la mise au point de tests de diagnostic rapide plus fiables et plus sensibles. D’autres travaux ont permis la mise au point de tests de détection rapide des résistances.

A Lyon, en collaboration avec le laboratoire de haute sécurité P4 Inserm, les chercheurs ont étudié la capacité de réassortiment du virus H1N1 pandémique avec des virus H1N1 saisonniers naturellement résistants à l’oseltamivir. Bien que le virus H1N1 2009 montre un potentiel de réassortiment in vitro, il s’est avéré très stable au sein de la population durant l’épidémie et aucune mutation n’a pu être associée à ce jour à une plus forte virulence. Des travaux sont en cours qui visent à déterminer si certaines formes graves observées peuvent être mises en relation avec des mutations génétiques du virus.

Peu de cas de résistance aux antiviraux inhibiteurs de la neuraminidase ont été observés au sein de la population, majoritairement chez des sujets immunodéprimés. Des recherches sont en cours afin d’évaluer la vitalité et la transmissibilité des virus résistants ainsi que le potentiel d’émergence de virus naturellement résistants à l’oseltamivir comme ce fut le cas en quelques mois pour les virus H1N1 saisonniers en 2007.

Plusieurs groupes de recherche travaillent par ailleurs actuellement sur de nouvelles cibles thérapeutiques.

Vaccins

Le taux de vaccination de la population française contre la grippe A(H1N1) est estimé entre 8 et 10%. Il est de 24% aux USA et 74% au Canada. Globalement les Français ont montré une faible « acceptabilité » de ce vaccin pandémique avec des variables socio-économiques différentes de celles observées pour les autres vaccins (2).

Plusieurs essais cliniques et cohortes vaccinales ont été initiés dans des populations à risque afin d’étudier l’efficacité et l’innocuité du vaccin :

• Chez les personnes infectées par le VIH et pour lesquelles la littérature avait montré des formes plus graves de grippe, le vaccin avec adjuvant a montré une efficacité supérieure au vaccin sans adjuvant en termes d’immunité, sans effet sur la charge virale et le taux de CD4. Le vaccin sans adjuvant était mieux toléré au plan des réactions locales et systémiques.

• Chez les femmes enceintes pour lesquelles les autorités sanitaires ont recommandé un vaccin sans adjuvant, les premiers résultats montrent une bonne immunogénicité du vaccin et une bonne tolérance. On ne connaît toutefois pas la durabilité de la réponse immunitaire.

• Chez les patients transplantés rénaux vaccinés avec un vaccin sans adjuvant, les premiers résultats montrent une bonne tolérance du vaccin mais une efficacité moindre que dans les groupes précédents.

D’autres études ont été conduites chez les patients greffés de moelle, suivis pour une maladie autoimmune, une mucoviscidose ou une maladie tumorale.

Ces différentes études ont permis de sensibiliser les équipes prenant en charge ces patients à la problématique de la vaccination et de générer des données dans ces populations qui ne sont pas concernées par les essais menés par les industriels.
Quelles leçons tirer pour la recherche en situation d’urgence ?

Les équipes de recherche appartenant aux différents membres d’AVIESAN ont montré une très bonne réactivité et une capacité d’adaptation des projets à la réalité épidémique ainsi qu’une capacité à développer rapidement des projets multidisciplinaires sur la grippe. Des processus d’évaluation de qualité et la relative souplesse des services administratifs dans ce contexte inédit sont des éléments positifs relevés par la communauté des chercheurs.

Toutefois, les membres de l’Alliance déplorent d’avoir dû coordonner la recherche et trouver parallèlement des financements dans un système financier complexe, malgré une bonne volonté globale des acteurs. Peu de travaux de recherche fondamentale sur la grippe ont pu être menés en situation d’urgence, notamment du fait du faible nombre d’équipes existant au début de l’épidémie. La communauté s’est étoffée au fil des mois avec le lancement de nouveaux axes de recherche.

Enfin, le faible nombre d’équipes mobilisées, l’insuffisance de projets en sciences humaines et sociales et l’absence de partenariats avec l’Agence nationale de la recherche (ANR) et au plan européen constituent des faiblesses de cette recherche en situation d’urgence.

(1) : Registre r3g

(2) : https://www.inserm.fr/espace-journalistes/grippe-a-pourquoi-les-francais-n-ont-ils-pas-mieux-adhere-a-lacampagne-de-vaccination PLoS One 16 avril 2010

L’hépatite E est responsable d’une inflammation aiguë ou chronique du foie. Il s’agit d’une maladie émergente parfois mortelle et sans traitement connu. Dans un article à paraître dans la revue Annals of Internal Medicine, Vincent Mallet, Philippe Sogni et Stanislas Pol et leur équipe de l’Institut Cochin (Université Paris Descartes, CNRS, Inserm) et du groupe hospitalier Cochin – Saint-Vincent-de-Paul (AP-HP) rapportent l’efficacité d’un traitement chez deux personnes souffrant d’une infection chronique par le virus de l’hépatite E. Des essais cliniques devraient être réalisés rapidement afin de valider et d’étendre ce traitement.

Le virus de l’hépatite E est la première cause d’hépatite virale dans le monde et on estime que le tiers de la population mondiale a été infectée par ce virus. Si la majorité des cas survient dans les pays en voie de développement, on assiste à une émergence de cas d’infection en France et dans les autres pays industrialisés où le virus se transmet à l’homme par la consommation d’aliments contaminés insuffisamment cuits.

Le virus de l’hépatite E, comme les autres virus des hépatites, provoque une inflammation du foie. Dans sa forme aiguë, l’infection aiguë peut être mortelle chez les personnes âgées, les femmes enceintes et chez les personnes malades du foie. Chez les personnes immunodéprimées (patients greffés, patients sous chimiothérapie ou personnes vivant avec le VIH), l’infection par le virus de l’hépatite E peut évoluer vers une hépatite chronique et entraîner une cirrhose.

Un second souffle pour la Ribavirine

La Ribavirine est un médicament actuellement prescrit pour traiter certaines infections virales respiratoires chez l’enfant et certaines fièvres hémorragiques. Il est également utilisé dans le traitement de l’hépatite C.

Vincent Mallet, maître de conférences à l’Université Paris Descartes et praticien hospitalier au sein du groupe hospitalier Cochin – Saint-Vincent-de-Paul (AP-HP), a proposé à deux patients immunodéprimés souffrant d’une infection chronique par le virus de l’hépatite E de suivre un traitement à base de Ribavirine. Chez les deux patients, après deux semaines de traitement, le fonctionnement du foie est redevenu normal. Après quatre semaines de traitement, le virus est devenu indétectable dans l’organisme. Enfin, après l’arrêt du traitement (respectivement 6 et 3 mois à ce jour), le fonctionnement hépatique restait normal et le virus de l’hépatite E demeurait indécelable.

Ce rétablissement spectaculaire des deux patients montre le potentiel de la Ribavirine comme traitement des formes graves d’infection par le virus de l’hépatite E. « Il faut toutefois rester prudent » déclare Vincent Mallet. « En raison du manque de recul, on ne peut encore affirmer la guérison totale des patients, mais notre travail est une véritable avancée. Des tests cliniques doivent maintenant être menés pour trouver la dose, la formulation et la durée adéquates pour traiter les formes graves d’infection par le virus de l’hépatite E ».

Ces travaux ont fait l’objet d’un dépôt d’une demande de brevet.

Des chercheurs du CNRS, de l’Inserm et du CHU de Toulouse viennent de démontrer comment le parasite Plasmodium falciparum, responsable des formes graves de paludisme, est capable de contourner l’action de l’artémisinine et de ses dérivés, qui figurent aujourd’hui parmi les médicaments phares pour traiter cette maladie. Cette étude fournit des informations majeures pour mieux appréhender les mécanismes de résistance aux antipaludiques et pour tester de nouvelles stratégies thérapeutiques, alors que la résistance des parasites aux médicaments devient de plus en plus préoccupante. Publié dans la revue Antimicrobial Agents and Chemotherapy de mai 2010, ce travail a été réalisé en collaboration avec le National Institute of Health (USA).

Le paludisme, pour lequel il n’existe aucun vaccin, tue encore aujourd’hui près d’un million de personnes par an. Cette maladie infectieuse est causée par un parasite du genre Plasmodium, et propagée par la piqûre de certains moustiques. Plasmodium falciparum est l’espèce la plus pathogène, responsable des cas mortels. Représentant 80 % des cas de paludisme humain, elle est présente dans les zones tropicales d’Afrique, d’Amérique latine et d’Asie.

Depuis une dizaine d’années, l’artémisinine (ART), une substance extraite d’une plante chinoise, est devenue le médicament phare contre le paludisme, d’autant plus que les autres molécules ont perdu de leur efficacité. Son action contre toutes les souches de Plasmodium falciparum, y compris celles résistantes aux autres antipaludiques, constitue le principal atout de l’ART. De plus, son activité antipaludique est très rapide et elle possède peu d’effets secondaires. Combiner l’artémisinine avec un autre antipaludique réduit considérablement le risque d’apparition de résistance. C’est pourquoi l’OMS préconise depuis plusieurs années d’utiliser systématiquement ce composé et ses dérivés en association avec d’autres agents antipaludiques. Les « associations médicamenteuses comportant de l’artémisinine » (ACT ou Artemisinin based Combination Therapies) constituent aujourd’hui le traitement le plus efficace contre le paludisme(1), avec un taux de guérison de 95 %.

Cependant, en juillet 2009, les premiers cas de résistance à l’artésunate, le dérivé de l’ART le plus utilisé en ACT, ont été observés chez des patients en Asie du Sud-Est. Il s’avère donc primordial de cerner comment Plasmodium falciparum agit pour contourner l’action de l’ART et de ses dérivés.

© LCC Différents stades de Plasmodium falciparum à l’intérieur de globules rouges

© LCC Stade « ring » de Plasmodium falciparum impliqué dans l’état de dormance

C’est pourquoi l’équipe de Françoise Benoit-Vical, chargée de recherche Inserm au sein du Laboratoire de chimie de coordination du CNRS(2), a cherché à isoler de manière expérimentale des souches résistantes à l’ART. Cette prouesse a été accomplie fin 2009 lorsque les scientifiques sont parvenus à sélectionner une souche de Plasmodium falciparum résistante à ce composé et à certains de ses dérivés, la première qui soit adaptée à la culture in vitro. Poussant plus loin leurs investigations, les scientifiques ont démontré que cette souche ART-résistante est capable de survivre en présence d’ART à une dose 7 000 fois plus élevée que la dose moyenne efficace sur les souches sensibles. De plus, cette souche obtenue expérimentalement partage des caractéristiques avec les souches résistantes sur le terrain.

Les chercheurs ont également identifié et caractérisé un nouveau mode de résistance du parasite. Pour déjouer l’action de l’ART, Plasmodium falciparum se met en « pause », dans un état dit de « dormance »(3). Il tourne alors au ralenti jusqu’à l’élimination du médicament. Cette capacité d’« hibernation » ne s’observe que pour les parasites au stade « ring »(4). En parallèle, une analyse menée avec une équipe du National Institute of Health suggère que l’expression de certaines protéines impliquées dans le cycle de Plasmodium falciparum serait modifiée au sein des souches résistantes. Des études complémentaires vont être menées pour identifier les gènes responsables de l’acquisition de résistance à l’ART.

Les scientifiques ont ainsi pu démontrer un mécanisme de résistance original et disposent désormais d’un outil majeur pour mieux comprendre les mécanismes de résistance aux antipaludiques mais également pour tester différentes solutions thérapeutiques (nouvelles molécules, nouvelles associations thérapeutiques, nouvelles cibles…).

(1) 160 millions de doses d’ACT ont été administrées pour traiter le paludisme en 2009.
(2) Rattachée à cette unité propre de recherche du CNRS, l’équipe est localisée dans le service parasitologie-mycologie du CHU de Toulouse.
(3) On parle également d’un état de quiescence.
(4) Premier stade du cycle parasitaire dans les globules rouges

Des chercheurs de l’Institut Pasteur, associés à l’Inserm et l’INRA, viennent de mettre en évidence une nouvelle stratégie utilisée par la bactérie Listeria monocytogenes pour permettre une infection efficace. Ces chercheurs, leaders dans la recherche sur Listeria, ont montré que cette bactérie détruit une catégorie de protéines de l’hôte afin de faciliter l’infection. Ce mécanisme, qui permet à la bactérie de se multiplier et de se propager efficacement, pourrait s’appliquer à d’autres types de bactéries pathogènes. Ces travaux seront publiés dans la revue Nature du 22 avril 2010.

Listeria monocytogenes est une bactérie pathogène responsable de la listériose chez l’homme. Son étude a contribué ces dernières années à la mise en évidence de phénomènes fondamentaux utilisés par les bactéries lors de l’infection. Elle est particulièrement connue pour sa capacité à entrer dans les cellules et manipuler différentes fonctions cellulaires à son profit pour échapper aux défenses de l’hôte. Ces stratégies lui permettent ainsi de traverser la barrière intestinale et d’autres barrières de l’organisme au cours de l’infection chez l’homme.

© Inserm, P. Gounon Morphologie de listeria monocytogènes, bactérie responsable de méningite cérébrospinale.

Des chercheurs de l’Institut Pasteur appartenant à l’Unité des Interactions Bactéries-Cellules (Unité Inserm U604, INRA USC2020) dirigée par Pascale Cossart, en collaboration avec l’équipe d’Anne Dejean, Unité de Recherche Organisation Nucléaire et Oncogenèse à l’Institut Pasteur (Unité Inserm U579) et une équipe de l’Université de Ghent, en Belgique, viennent de découvrir que Listeria produit une toxine qui détruit une machinerie cellulaire très importante, la SUMOylation. Cette machinerie permet normalement à la cellule d’additionner sur certaines protéines un petit module, appelé SUMO, qui change les propriétés des protéines ciblées. Listeria bloque l’addition de ces modules. Les chercheurs ont montré que ce blocage est essentiel à une infection efficace.

Ces travaux sont les premiers à faire un lien entre une infection par une bactérie pathogène et ces modules SUMO. Ils ouvrent de nouvelles voies de recherche sur de nombreuses autres bactéries pathogènes. Ces études apporteront de précieuses informations permettant de mieux comprendre et, à terme, de mieux lutter contre ces bactéries responsables de problèmes majeurs en termes de santé publique.

Listeria monocytogenes est une bactérie très répandue dans la nature (eau, sol, végétaux, animaux) et peut contaminer de nombreux aliments consommés par l’homme. Elle est à l’origine de la listériose, maladie qui touche, principalement dans les pays industrialisés, les populations à risque comme les femmes enceintes et leurs nouveau-nés, les personnes âgées et les personnes dont les défenses immunitaires sont perturbées, à la suite d’un traitement ou d’une maladie. Chez l’adulte, elle se manifeste principalement par une septicémie ou une infection du système nerveux central (méningite ou méningo-encéphalite). Chez la femme enceinte, elle peut provoquer un avortement, un accouchement prématuré ou une infection néonatale. En France, si la maladie reste rare – moins de 5 cas par million d’habitants en 2007-, elle est néanmoins mortelle dans 20 à 30% des cas.

A la veille de la journée mondiale de lutte contre la tuberculose, des chercheurs de l’Inserm au Centre de Recherche des Cordeliers (1) ont identifié une nouvelle cible pour le traitement des infections dues à des souches multirésistantes aux antibiotiques. Des résultats de recherches dont les applications sont d’ores et déjà à l’étude pour le développement de nouveaux médicaments antituberculeux. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Medicine.

La tuberculose est une maladie contagieuse provoquée par une bactérie touchant essentiellement les poumons et se propageant par voie aérienne. En 2009, selon l’OMS le nombre de décès attribuable à la résistance aux antibiotiques de la bactérie est en constante augmentation, de même que les décès dus aux co-infections VIH/Sida et tuberculose, en particulier en Afrique et en Asie.

La principale cause de la résistance est liée à la non-observance des traitements antibiotiques qui sont longs et contraignants. Alors que plus de 99 % des bactéries sont éliminés durant les 15 premiers jours de la thérapie, six mois de traitement sont nécessaires pour complètement éradiquer quelques bactéries survivantes qualifiées de « persistantes ». « S’il y a un mauvais suivi du traitement, ces bactéries persistantes peuvent muter et devenir résistantes » explique Michel Arthur, directeur de recherche à l’Inserm et co-auteur de cette étude.

© CDC/Dr. Ray Butler, Janice Carr Mycobacterium tuberculosis grossi 15 549 fois

Face à la résurgence de la maladie et l’émergence de souches extensivement résistantes à l’ensemble des antituberculeux disponibles, le besoin de nouveaux antibiotiques est de plus en plus urgent.

La paroi de Mycobacterium tuberculosis : cible des chercheurs

La paroi de la bactérie responsable de la tuberculose est au centre des recherches actuelles. Véritable « cotte de maille », elle protège la bactérie de la pression osmotique l’empêchant ainsi d’éclater. De nombreuses infections bactériennes sont traitées par les antibiotiques de la famille des β-lactamines (pénicilline) qui inhibent la formation de la paroi. En empêchant la formation de cette « cotte de maille » ces antibiotiques entraînent la mort de la bactérie qui éclate. Cependant, contrairement aux autres bactéries, Mycobacterium tuberculosis possède la particularité de produire naturellement une enzyme (la β-lactamase) qui détruit les β-lactamines.

Dans cette nouvelle étude publiée dans Nature Medicine, les chercheurs de l’Inserm ont identifié une enzyme nouvelle : la L,D- transpeptisase qui joue un rôle clé dans la synthèse de la paroi de Mycobacterium tuberculosis et pourrait être une cible pour le développement de nouveaux antibiotiques. Sous ce nom un peu barbare se cache une enzyme qui forme les liaisons peptidiques et qui n’a pas de rôle essentiel dans la synthèse de la paroi des autres bactéries. Cette L,D-transpeptidase est inhibée par une famille très particulière de β-lactamines, les carbapénèmes.

Ces résultats viennent éclairer les travaux récents de Jean-Emmanuel Hugonnet, chercheur à l’Inserm (Science 2009), qui démontrent l’efficacité thérapeutique de l’association d’un carbapénème (le méropénème) et d’un inhibiteur de β-lactamase (l’acide clavulanique). En effet, l’étude publiée dans Nature Medicine montre que cette association d’antibiotiques inhibe la synthèse de la paroi en agissant sur la L,D-transpeptidase. « Nos travaux expliquent pourquoi le traitement fonctionne. Le méropénème est le seul antibiotique à cibler spécifiquement la L,D transpeptidase », précise Michel Arthur.

Même si ces deux molécules, l’acide clavulanique et le méropénème, ont d’ores et déjà des autorisations de mise sur le marché, la limite de cette alternative thérapeutique reste son mode d’administration par voie intraveineuse. Tout le travail futur consistera à identifier d’autres antibiotiques dont le mode et la durée d’administration seraient plus compatibles avec le traitement de la tuberculose. Un défi qui semble à portée de main maintenant que l’enzyme cible est connue !

(1) Unité mixte Inserm, Université Pierre et Marie Curie, Université Paris Descartes