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Découverte d’un mini-gène fonctionnel : nouvelle voie thérapeutique dans les dysferlinopathies

L’équipe de Nicolas Lévy de l’Université de la Méditerranée (Inserm UMR_S 910 « Génétique Médicale et Génomique Fonctionnelle », Faculté de Médecine de Marseille Timone et AP-HM) a identifié un « mini-gène » dysferline naturellement fonctionnel et démontré son efficacité fonctionnelle in vitro et in vivo. Ce travail mené en collaboration avec l’équipe d’Isabelle Richard (CNRS UMR8587 LAMBE) du laboratoire Généthon ouvre la voie d’une thérapie génique par transfert d’un « minigène » dans les dysferlinopathies, un groupe de dystrophies musculaires. Des travaux publiés le 22 septembre 2010 dans Science Translational Medicine et soutenus par l’AFM grâce aux dons du Téléthon.

Les dysferlinopathies représentent un groupe hétérogène de dystrophies musculaires récessives ayant en commun des anomalies dans le gène de la dysferline, une protéine normalement localisée à la membrane des cellules musculaires où elle joue un rôle essentiel dans les phénomènes de réparation membranaire. Les plus fréquentes de ces maladies sont la dystrophie musculaire des ceintures 2B (LGMD2B) et la myopathie distale de Miyoshi. La première se traduit par une atteinte des muscles des épaules (ceinture scapulaire) et du bassin (ceinture pelvienne) tandis que la seconde touche principalement les extrémités des membres (jambes, pieds, avant-bras, mains). Il n’existe à ce jour aucun traitement curatif pour ces maladies.

C’est en étudiant la physiopathologie des dysferlinopathies à travers la plus grande cohorte mondiale de malades que les chercheurs marseillais ont découvert une patiente présentant une forme tardive et modérée de la maladie malgré une importante délétion du gène. Les chercheurs ont pu démontrer que le « mini-gène » ainsi créé conduisait à la production d’une « mini-dysferline » naturelle, tronquée mais au moins partiellement efficace. La taille du gène normal de la dysferline ne permettant pas de l’inclure dans un vecteur de thérapie génique, les chercheurs ont imaginé exploiter ce phénomène en fabriquant une version raccourcie du gène de la dysferline ne comportant que les séquences codantes observées chez la patiente. Ils ont ensuite transféré ce gène, au moyen d’un vecteur AAV, dans les muscles d’un modèle murin de la maladie. Ils ont alors pu constater la production d’une mini-dysferline dans la membrane des cellules musculaires ainsi que sa capacité à réparer, en partie mais de manière efficace, cette membrane musculaire in vivo.

Pour Nicolas Lévy : « Notre principe est toujours de partir du malade pour revenir au malade. En pratique, c’est l’étude de la maladie et de sa physiopathologie chez nos patients qui nous permet de définir des stratégies thérapeutiques. Ainsi, c’est grâce à l’étude de notre cohorte de patients et à la collaboration active de cliniciens dans le cadre d’un réseau national, que nous avons pu identifier une forme atypique et modérée de dysferlinopathie qui nous a conduits à imaginer cette nouvelle stratégie thérapeutique utilisant un mini-gène. Nous avons démontré son efficacité in vitro et in vivo et il nous faut maintenant poursuivre nos travaux pour pouvoir, à terme, la proposer aux patients. »

En effet, en montrant que la dysferline ne nécessite pas d’être complète pour remplir son rôle principal, l’équipe marseillaise ouvre la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques par transfert de gène ou par saut d’exon pour ce groupe de dystrophies musculaires.

Diabète : Nouvelles avancées pour la thérapie cellulaire

Après la réussite d’une greffe de cellules pancréatiques chez un premier patient atteint de diabète de type 1 sévère en 2004 et la confirmation en 2009 des résultats favorables de cette technique au long cours dans un essai clinique, l’unité Inserm 859 « Biothérapies du diabète » dirigée par François Pattou (Université de Lille-Nord de France, CHRU de Lille) rend compte de deux nouvelles avancées. L’équipe lilloise démontre la survie et la fonction des cellules pancréatiques greffées par simple injection dans le muscle. Grâce à cette technique originale, les chercheurs sont aussi parvenus à visualiser les cellules greffées avec une nouvelle technique d’imagerie non invasive. Une lettre dans The New England Journal of Medicine du 23 septembre 2010 explique ces résultats.

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Greffe d’îlots de Langerhans. Les cellules béta sont regroupées sous la forme de petits îlots au sein du pancréas (Îlots de Langerhans). Bien qu’elles n’occupent au total qu’un volume de quelques mm3, ces cellules assurent la totalité de la sécrétion diinsuline. Leur destruction est à l’origine du diabète de type 1. Taille de l’image : 1,1 mm. © F. Pattou

Le diabète de type 1 est lié à la destruction des cellules du pancréas responsables de la sécrétion d’insuline (îlots de Langerhans). Chez les patients atteints des formes les plus sévères de cette maladie, la thérapie cellulaire ou greffe d’îlots pourrait représenter une alternative aux injections pluriquotidiennes d’insuline.

Les cellules sont généralement transplantées dans le foie. Chez une patiente devenue diabétique après l’ablation d’une lésion du pancréas, l’équipe lilloise a cette fois réimplanté les cellules dans le muscle de l’avant bras. Un an plus tard, les chercheurs ont confirmé la fonction des cellules greffées et démontré la sécrétion d’insuline dans le bras. En collaboration avec l’équipe de Freiburg (Allemagne), les chercheurs de l’Unité Inserm 859 sont également parvenus à visualiser les cellules greffées à l’aide d’une nouvelle scintigraphie utilisant un radiomarqueur spécifique. Il s’agit de la première démonstration chez l’homme de la possible détection sélective et non invasive des cellules sécrétrices d’insuline.

Ces résultats constituent une avancée significative dans deux domaines importants de la recherche sur le diabète : la thérapie cellulaire et l’imagerie non invasive des cellules sécrétrices d’insuline. « Les résultats obtenus chez ce premier patient confirment les espoirs nés des études expérimentales de notre équipe. Ils nous permettent maintenant d’envisager un essai clinique à plus large échelle » explique François Pattou.

La thrombose veineuse superficielle enfin traitée

Une équipe de chercheurs et médecins dirigée par Hervé Décousus, directeur du Centre d’investigation clinique – épidémiologie clinique à Saint Etienne et Alain Leizorovicz, directeur de recherche à l’Inserm (Lyon), vient de tester avec succès l’efficacité d’un traitement anticoagulant dans la thrombose veineuse superficielle. Cet essai clinique en double aveugle a été mené sur 3000 personnes en Europe. Cette étude publiée aujourd’hui dans The New England Journal of Medicine a été réalisée en collaboration avec le CHU et le PRES Lyon-St Etienne.

La thrombose veineuse superficielle (TVS), plus connue sous le nom de para ou périphlébite est une pathologie très fréquente mais dont l’incidence précise reste inconnue. Elle se caractérise par la formation d’un caillot sanguin dans le réseau veineux superficiel, situé juste sous la peau. Contrairement à la thrombose veineuse profonde (TVP ou phlébite), qui peut rapidement évoluer vers l’embolie pulmonaire et nécessite une prise en charge rapide, la thrombose veineuse superficielle était jusqu’alors considérée, à tort, comme bénigne.

Effectivement, une première étude épidémiologique française baptisée POST (1) et coordonnée par Hervé Décousus, avait mis en avant l’importance de réaliser systématique un écho-doppler veineux devant toute suspicion clinique de thrombose veineuse superficielle. En effet, lorsque l’on réalise cet examen, on retrouve une fois sur 4 une thrombose veineuse profonde associée. Cette étude avait mis en évidence en outre l’absence de stratégie thérapeutique homogène.

A la lumière de ce premier travail, les chercheurs de l’Inserm ont donc voulu tester l’efficacité d’une molécule anticoagulante dans la TVS.

CALISTO : Une étude multicentrique européenne

Trois mille deux patients présentant une TVS des jambes (2) ont été inclus dans un essai clinique (étude CALISTO). Cet essai a été mené en double aveugle ; 1502 patients ont reçu un médicament anticoagulant tandis que les 1500 autres prenaient un placebo. Les malades ont été recrutés dans 171 centres répartis dans 17 pays. La molécule choisie par les scientifiques – le fondaparinux- est un médicament déjà prescrit dans le traitement de la thrombose veineuse profonde. Le dosage utilisé pour l’essai a été de 2,5mg/jour alors qu’il est de 7,5mg/jour dans le traitement de la TVP. La molécule a été administrée par voie sous cutanée pendant 45 jours.
Une efficacité significative après 45 jours de traitement

Pendant toute la durée du traitement, les chercheurs ont surveillé simultanément l’apparition de 5 évènements cliniques à risque dans les deux groupes :

  • Le décès
  • L’apparition d’une embolie pulmonaire
  • L’apparition d’une TVP
  • La récidive de la thrombose veineuse superficielle initiale
  • L’extension du caillot sanguin de la TVS initiale à la jonction entre la veine grande saphene et la veine fémorale (cette zone à haut risque constitue effectivement le principal passage entre le système veineux superficiel des jambes et le système veineux profond.).

Une efficacité significative après 45 jours de traitement

Pendant toute la durée du traitement, les chercheurs ont surveillé simultanément l’apparition de 5 évènements cliniques à risque dans les deux groupes :

  • Le décès
  • L’apparition d’une embolie pulmonaire
  • L’apparition d’une TVP
  • La récidive de la thrombose veineuse superficielle initiale
  • L’extension du caillot sanguin de la TVS initiale à la jonction entre la veine grande saphene et la veine fémorale (cette zone à haut risque constitue effectivement le principal passage entre le système veineux superficiel des jambes et le système veineux profond.).

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© F Becker/ Hôpital de Genève

Les résultats sont probants : le risque a été réduit de 85 % après 45 jours de traitement, quel que soit l’évènement clinique considéré chez les personnes ayant reçu le fondaparinux par rapport à celles qui ont reçu le placebo. Le traitement a été particulièrement bien toléré puisqu’il n’y a eu qu’une seule hémorragie grave par groupe dont aucune fatale.

Par ailleurs, un mois après l’arrêt du traitement, les médecins ont constaté le maintien du bénéfice obtenu. En plus de ses résultats, l’une de particularité de CALISTO a été de former les malades aux gestes spécifiques de l’injection sous cutanée. Durant le traitement, 90% d’entre eux ont fait eux-mêmes leur piqûre journalière. « Ce denier point est important à souligner pour le confort du patient puisqu’il lui confère une réelle autonomie » conclut Hervé Décousus.

Vers une autorisation de mise sur le marché ?

Malgré la démonstration de l’efficacité de cette molécule, son indication dans le traitement de la thrombose veineuse superficielle n’est pas encore effective. Une demande d’autorisation auprès l’agence européenne du médicament est en cours. Son issue devrait être favorable.

L’essai clinique CALISTO a reçu la promotion des laboratoires GlaxoSmithKline (GSK). La molécule fondaparinux est commercialisée en France par ce laboratoire sous le nom d’Arixtra®.

Notes
(1) POST a été menée en France sous la direction d’Hervé Décousus, Isabelle Queré et Alain Leizorovicz grâce au soutien de la Société Française de Médecine Vasculaire.
(2) La thrombose veineuse superficielle a été diagnostiquée par écho-doppler. L’absence de TVP associée a également été vérifiée avant l’inclusion des patients dans CALISTO.

Cancers de la thyroïde suite aux essais nucléaires en Polynésie Française

Une étude menée par l’équipe de Florent de Vathaire (Directeur de Recherche Inserm – Université Paris-Sud 11 à l’Institut Gustave Roussy) s’est intéressée à la relation entre la fréquence des cancers de la thyroïde en Polynésie Française et les essais nucléaires atmosphériques menés par la France. L’étude conclut que le risque de cancer de la thyroïde semble légèrement augmenté avec la dose d’irradiation reçue suite aux essais nucléaires. Cette étude(1) est publiée sur le site Internet de la revue British Journal of Cancer.

Entre 1966 et 1974, la France a réalisé 41 essais nucléaires atmosphériques en Polynésie. Leurs effets potentiels sur la santé de la population en Polynésie n’avaient fait l’objet d’aucune étude épidémiologique.

Cette étude cas-témoins a comparé l’exposition aux rayonnements des 229 Polynésiens ayant eu un diagnostic de cancer de la thyroïde différencié entre 1981 et 2003, à celle de 373 individus « témoins » n’ayant pas développé de cancer de la thyroïde dans cette même population. L’exposition aux rayonnements a été estimée en utilisant des données météorologiques, les mesures officielles réalisées après les essais nucléaires et communiquées par la France aux Nations Unies, l’âge au moment de chaque essai, les informations sur les lieux de résidence et les habitudes alimentaires. Ces expositions ont été estimées en collaboration avec des chercheurs du National Cancer Institute de Bethesda, et ont déjà été publiées (Drozdovich V, Health Physics, 2008).

La dose moyenne de radiations à la thyroïde chez les individus de moins de 15 ans était d’environ 1,8 mGy. Cinq pourcent des 229 individus ayant développé un cancer et 3 % des individus du groupe « contrôle » avaient reçu une dose de 10 mGy.

En dépit de ce faible niveau de dose, et après ajustement des données pour le niveau d’éducation, la surface corporelle, les antécédents familiaux de cancer de la thyroïde et le nombre de grossesses pour les femmes, les chercheurs ont observé un risque accru de cancer de la thyroïde avec l’augmentation de dose reçue à la thyroïde avant l’âge de 15 ans. Cette augmentation de risque par unité de dose de rayonnement à la thyroïde était plus élevée chez les femmes qui, plus tard, ont eu au moins quatre grossesses que chez les autres femmes. Au total, une dizaine de cancers de la thyroïde diagnostiqués avant 2003 sur les 229 cas étudiés est attribuable aux retombées des essais nucléaires et une autre dizaine de cas pourrait apparaître dans le futur.

Ces résultats sont cohérents avec ceux publiés il y a 5 ans par le Pr Claude Parmentier de l’Institut Gustave Roussy, qui montrent que la fréquence des chromosomes dicentriques est environ 3 fois plus importante chez les patients polynésiens atteints d’un cancer de la thyroïde et traités à l’IGR que chez les patients de caractéristiques identiques mais de France métropolitaine. Or ces chromosomes dicentriques sont principalement causés par l’exposition aux rayonnements ionisants (Violot D, European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2005).

Cette étude a aussi permis de mettre en évidence les facteurs expliquant l’incidence très élevée des cancers de la thyroïde en Polynésie Française, en particulier l’obésité, qui explique plus de la moitié de ces cancers (Brindel P, American Journal of Epidemiology, 2007).

« L’estimation du risque attribuable aux essais nucléaire est faible, mais elle est basée sur des données limitées concernant l’exposition », expliquent les auteurs, pour lesquels, l’accès à l’ensemble des données d’expositions aux radiations, améliorerait considérablement la fiabilité de l’estimation du risque.

Dépression et maladie cardiaque : un cocktail explosif ?

Alors que les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de décès, la dépression est en passe de devenir, selon l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), la deuxième affection au monde. Quid de l’interaction entre ces deux pathologies ? Une équipe internationale de chercheurs dont Hermann Nabi et Archana Singh-Manoux du Centre de recherche en Epidémiologie et Santé des Populations de l’Inserm, vient de mener une étude de cohorte montrant pour la première fois que les personnes associant des symptômes dépressifs et une pathologie cardiaque ont un risque de décès par maladie cardiovasculaire presque quatre fois supérieur aux patients ne présentant aucune de ces pathologies.. Ils recommandent alors de mieux repérer les symptômes dépressifs chez ces patients. Ces travaux sont publiés dans la dernière édition de Heart.

D’après une enquête menée en 2005 par l’Institut National de Prévention et d’Education à la Santé (INPES), 19 % des Français de 15 à 75 ans ont vécu ou vivront une dépression au cours de leur vie. L’impact de la dépression sur le développement et le pronostic des maladies chroniques et notamment des maladies cardio-vasculaires fait l’objet d’un regain d’intérêt de la part de la communauté scientifique depuis quelques années. Chez les populations en bonne santé, des études prospectives menées sur le long terme ont montré que la dépression était associée au développement des maladies cardio-vasculaires, indépendamment des facteurs de risque spécifiques de ces pathologies (déséquilibre alimentaire, tabagisme, sédentarité, obésité, hypertension…).

Ces études n’ont toutefois pas permis d’établir l’effet combiné de la dépression et des maladies cardiovasculaires sur le risque de décès.

Grâce à la cohorte Whitehall II, les chercheurs de l’Inserm et leurs collègues ont pu comparer chez 5936 fonctionnaires britanniques suivis sur cinq ans le risque de décès des sujets associant symptômes dépressifs et pathologie cardiaque à celui des sujets en bonne santé ou présentant une seule de ces pathologies. L’âge moyen des participants au début de l’étude était de 61 ans.

Les résultats montrent, après ajustement avec les facteurs de confusion potentiels, que le risque de décès toutes causes confondues chez les personnes associant dépression et maladie cardiaque est 2,9 fois supérieur à celui des sujets ne présentant aucune de ces deux pathologies. Ce risque est 1,1 fois supérieur chez les sujets présentant seulement une pathologie cardiaque et de 1,8 fois supérieur chez ceux présentant des symptômes dépressifs uniquement.
Quant au risque de décéder des suites d’une maladie cardiovasculaire, il est 1,3 fois supérieur chez les personnes présentant uniquement une pathologie cardiaque, 2,4 fois supérieur chez les personnes avec des symptômes dépressifs uniquement et jusqu’à 3,9 fois supérieur chez ceux associant symptômes dépressifs et pathologie cardiaque par rapport au groupe ne présentant aucune de ces pathologies.

Bien que les participants de la cohorte Whitehall ne soient pas exactement représentatifs de la population générale car bénéficiant tous d’un emploi, les chercheurs concluent que ces résultats fournissent des éléments significatifs en faveur d’une interaction importante des symptômes dépressifs avec les pathologies cardio-vasculaires. « Cela démontre l’importance pour les professionnels de santé de mieux repérer les troubles dépressifs chez leurs patients cardiaques et de développer des actions visant à réduire la mortalité liée à la dépression, même si les mécanismes en jeu doivent être mieux compris » conclut Hermann Nabi.

Comment agit le Prozac ? Les microARNs s’en mêlent…

Le délai d’action des antidépresseurs, tels que le Prozac, est d’environ 3 semaines. Comment l’expliquer ? Les mécanismes d’adaptation des neurones aux antidépresseurs, restaient jusqu’alors énigmatiques. Les travaux publiés cette semaine par les équipes d’Odile Kellermann (Unité Inserm 747 « Cellules souches, Signalisation et Prions », Université Paris Descartes) et de Jean-Marie Launay (Unité Inserm 942 Hôpital Lariboisière, Paris et Réseau « Santé Mentale », Université Paris Descartes), apportent un nouvel éclairage sur les mécanismes d’action de ces médicaments utilisés depuis plus de 30 ans et très consommés en France. En particulier, les chercheurs mettent en évidence pour la première fois une chaîne de réactions déclenchée par le Prozac au niveau des neurones, qui contribue à l’augmentation de sérotonine, un « messager » chimique essentiel au cerveau, et déficitaire chez les personnes dépressives. Le détail de ces travaux est publié dans la revue Science datée du 17 septembre 2010.

Les états dépressifs sont associés à des déficits en sérotonine (5-HT), un des neurotransmetteurs essentiels aux communications entre les neurones, impliquée notamment dans les comportements alimentaires et sexuels, le cycle veille-sommeil, la douleur, l’anxiété ou les troubles de l’humeur.
Les stratégies des molécules de la classe des antidépresseurs développées depuis les années 60 visent donc, principalement, à augmenter la quantité de sérotonine libérée dans la fente synaptique, l’espace entre 2 neurones, où ont lieu les communications nerveuses via les neurotransmetteurs. Si on sait depuis plusieurs années que les antidépresseurs comme le Prozac ont pour effet d’augmenter le taux de sérotonine en bloquant sa recapture par le transporteur de la sérotonine (SERT) au niveau de la synapse, on ne savait pas, jusqu’alors, expliquer la latence de leur action (3 semaines).
Aujourd’hui, les équipes d’Odile Kellermann et de Jean-Marie Launay, en étroite collaboration avec Hoffmann-LaRoche (Bâle), viennent de caractériser, pour la première fois in vitro puis in vivo, les différentes réactions et molécules intermédiaires produites en présence de Prozac, responsables, au final, d’une plus grande libération de sérotonine. En particulier, les chercheurs ont identifié le rôle-clé d’un microARN dans les mécanismes d’actions des antidépresseurs sur le cerveau (*).

Ce microARN, appelé miR-16, contrôle la synthèse du transporteur de la sérotonine.

Dans des conditions physiologiques normales, ce transporteur est présent dans les neurones dits « à sérotonine », c’est-à-dire les neurones spécialisés dans la production de ce neurotransmetteur. En revanche, l’expression de ce transporteur est réduite au silence par miR-16 dans les neurones dits « à noradrénaline », un autre neurotransmetteur impliqué dans l’attention, les émotions, le sommeil, le rêve et l’apprentissage.

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En réponse au Prozac, les neurones à sérotonine libèrent une molécule-signal, qui fait chuter la quantité de miR-16, ce qui déverrouille l’expression du transporteur de la sérotonine dans les neurones à noradrénaline.
Ces neurones deviennent ainsi sensibles au Prozac. Ils continuent à produire de la noradrénaline mais deviennent mixtes : ils synthétisent aussi de la sérotonine. In fine, la quantité de sérotonine libérée est accrue à la fois au niveau des neurones à sérotonine via l’effet direct du Prozac qui empêche sa recapture et au niveau des neurones à noradrénaline via la diminution de miR-16.

Ainsi, « ces travaux dévoilent pour la première fois que les antidépresseurs sont capables d’activer une nouvelle ‘source’ de sérotonine dans le cerveau », expliquent les chercheurs. « Nos résultats démontrent par ailleurs que l’efficacité du Prozac repose sur les propriétés ‘plastiques’ des neurones à noradrénaline, c’est-à-dire leur capacité à acquérir les fonctions des neurones à sérotonine. »

Pour élucider le mode d’action du Prozac, les chercheurs franciliens ont utilisé des cellules souches neuronales capables de se différencier en neurones qui fabriquent la sérotonine ou la noradrénaline. Ces cellules, isolées et caractérisées par les 2 équipes de recherche, ont permis de dévoiler par des approches pharmacologiques et moléculaires, les liens fonctionnels entre le Prozac, miR-16, le transporteur de la sérotonine et la molécule-signal, ‘déclencheur’ appelée S100Beta . Ces liens observés in vitro ont été validés in vivo chez la souris, dans les neurones à sérotonine du raphé et les neurones à noradrénaline du locus coeruleus. Le dialogue entre ces deux zones du cerveau situées sous le cortex, au niveau du tronc cérébral, est donc une des clés de l’action du Prozac.
Des tests comportementaux ont de plus confirmé l’importance de miR-16 en tant que relais dans l’action du Prozac.

Ces résultats ouvrent de nouvelles pistes de recherche pour le traitement des états dépressifs. Chacun des « acteurs » de la chaîne de réactions mobilisée par le Prozac constitue une cible pharmacologique potentielle.

La pharmaco-dynamie des antidépresseurs, c’est-à-dire l’étude de la vitesse d’action de ces molécules, devrait également faire l’objet de nouvelles investigations à l’aune de ces nouveaux concepts.

Note :
* Dans tous les organismes vivants, l’acide ribonucléique, ou ARN, est utilisé comme un support génétique intermédiaire de nos gènes pour fabriquer les protéines dont ils ont besoin. Les microARN, découverts récemment, sont de petits ARN (20 nucléotides) qui ne conduisent à la synthèse d’aucune protéine. Ils ont pour fonction, en se fixant à des ARN cibles, de bloquer la traduction du message génétique en protéines.

Sciences sur Seine 2010 : conférences Inserm « Vivre en ville : quel impact sur la santé? »

Dans le cadre des manifestations scientifiques de la Ville de Paris labélisées « Sciences sur Seine », l’Inserm propose le jeudi 23 septembre deux conférences à bord de la péniche « Charleston » en présence de ses chercheurs.

Les nouveaux modes de vie en ville ont-ils une incidence sur la santé des habitants ? Deux conférences permettront de débattre sur ces questions de science et de société :

12h30 à 14h : Le bruit en ville est-il une source de stress ?

Les nuisances sonores occasionnées par le bruit en ville peuvent conduire à des problèmes de santé. Deux experts pour répondre et échanger sur cette question :

  • Fanny Mietlicki, directrice de BruitParif (Paris)
  • Pr Jean Luc Puel, directeur de recherche l’équipe « Oreille Interne » au sein de l’Unité Inserm 583 (Montpellier)

19h à 20h30 : Vivre en ville trouble-t-il notre sommeil ?

L’activité dans la journée est étroitement liée à la qualité du sommeil. Trois experts seront présents pour échanger sur ce sujet :

  • Dr Jean-Pierre Giordanella, directeur de la prévention à la caisse primaire d’assurance maladie (Paris)
  • Dr Joëlle Adrien, neurobiologiste et directeur de recherche de l’Inserm au sein de l’Unité Inserm 975 – Centre de recherche de l’institut du cerveau et de la moelle épinière (CRICM) (Paris)
  • Dr Sylvie Royant-Parolat, psychiatre, responsable du centre d’exploration du sommeil (Garches)

Maladie de Parkinson : le tube digestif, une fenêtre ouverte sur le cerveau !

Déduire de simples biopsies du côlon, la présence et l’importance des lésions dans le cerveau de patients atteints de la maladie de Parkinson est le dernier résultat surprenant des recherches menées par des équipes de l’Inserm à Nantes. Pascal Derkinderen, Michel Neunlist, Stanislas Bruley des Varannes et leurs collaborateurs de l’Unité Inserm 913 « neuropathies du système nerveux entérique et pathologies digestives : implication des cellules gliales entériques « , du centre d’investigation clinique et du CHU de Nantes » ont mis en évidence que des anomalies bien connues dans les neurones des malades sont retrouvées à l’identique dans les neurones digestifs. De plus, l’importance des lésions observées était corrélée à la sévérité de la maladie. Ces travaux sont publiés aujourd’hui dans la revue Plos One.

La maladie de Parkinson est depuis longtemps identifiée comme une maladie neurodégénérative du système nerveux central, à l’origine des signes moteurs de la maladie (rigidité musculaire et difficultés à effectuer les gestes alternatifs rapides). Toutefois, il est désormais clairement établi que les lésions de la maladie de Parkinson ne se limitent pas au système nerveux central mais qu’elles touchent aussi des systèmes nerveux périphériques.

Cette avancée récente a permis de résoudre un problème pratique majeur dans l’étude de la maladie de Parkinson : étudier les lésions sur des patients vivants. Effectivement, alors que l’accès au système nerveux central n’est possible qu’après le décès des malades, les systèmes nerveux périphériques et notamment le système entérique (cf encadré) présentent l’avantage de pouvoir être étudiés in vivo.

Les chercheurs ont donc analysé de simples biopsies du colon obtenues en routine chez 39 patients (29 atteints de la maladie de Parkinson et 10 témoins). Forts de leur expérience dans la connaissance du système nerveux entérique, ils ont réussi à quantifier et qualifier les neurones digestifs issus des biopsies.

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Immunomarquage du plexus sous-muqueux prélevé à partir de biopsies coliques. A. marquage permettant le comptage du nombre de neurones et l’identification des prolongements B : identification des inclusions pathologiques (neurites de Lewy) dans certains prolongements identifiés par le marquage des neurofilaments. Echelle 30 µM. © Inserm U913, P. Derkinderen

Chez 21 des 29 patients parkinsoniens, les chercheurs de l’Inserm ont mis en évidence des anomalies des neurones digestifs identiques aux anomalies présentes dans le système nerveux central (les neurites de Lewy1) (Figure). Ils ont également pu établir un parallèle entre les lésions et les signes cliniques : l’importance des lésions étant corrélée à la sévérité de la maladie de Parkinson.

Les résultats de cette étude montrent pour la première fois que l’analyse du système nerveux entérique est une vraie « fenêtre ouverte » sur le système nerveux central. Par ailleurs, le lien observé entre les lésions et les signes cliniques représente un marqueur de sévérité intéressant pour la maladie de Parkinson. « L’avancement de la maladie pourrait ainsi être déterminé à partir de l’analyse de simples biopsies coliques effectuées à l’hôpital lors de coloscopies ou de recto-sigmoidoscopies » explique Pascal Derkinderen. « Si nos résultats se confirment à grande échelle, il serait possible de faire un diagnostic de sévérité de la maladie de Parkinson du vivant du patient et d’ajuster le traitement et la prise en charge » concluent les chercheurs.

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Coupe transversale de tube digestif permettant de voir le système nerveux entérique, organisé en un réseau neuronal, composé d’un plexus sous-muqueux et d’un plexus myentérique. Les biopsies coliques obtenues par endoscopie permettent d’analyser le plexus sous-muqueux. © Inserm U913, P. Derkinderen

Coupe transversale de tube digestif permettant de voir le système nerveux entérique, organisé en un réseau neuronal, composé d’un plexus sous-muqueux et d’un plexus myentérique. Les biopsies coliques obtenues par endoscopie permettent d’analyser le plexus sous-muqueux. © Inserm U913, P. Derkinderen

Premier succès d’un essai clinique en thérapie génique pour la β-thalassémie

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.

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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.

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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

Une bonne cible et un bon vecteur pour une stratégie d’immunothérapie efficace contre le cancer !

En plus des traitements classiques, de nouvelles techniques dites d’immunothérapies font leurs preuves dans un certain nombre de cancers. Les équipes nantaises de Bruno Pitard, chercheur CNRS à l’Unité Inserm 915 « Institut du Thorax » et Sophie Conchon (Unité Inserm 948 « Biothérapies hépatiques ») ont allié leurs compétences respectives pour proposer une stratégie innovante de lutte contre le carcinome hépatocellulaire, principale évolution de la cirrhose. L’injection d’un antigène particulier dans le muscle via un vecteur synthétique (appelé nanosphère) déclenche une réponse immune qui détruit spécifiquement les cellules cancéreuses du foie. Ces travaux sont publiés dans la revue The Journal of Hepatology.

Cette stratégie consiste à stimuler les défenses immunitaires de l’organisme afin que celui-ci lutte plus efficacement contre la tumeur maligne et la détruise. Si des antigènes sont déjà présents à la surface des cellules tumorales, celles-ci ne sont pas ou mal reconnues comme étrangères par l’organisme. Des antigènes spécifiques sont alors injectés aux patients pour activer de façon spécifique et puissante la réponse immunitaire anti-tumorale et donc la destruction des cellules cancéreuses.

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© Inserm/CNRS, B. Pitard

L’utilisation en immunothérapie d’ADN codant pour un antigène tumoral cible présente de nombreux avantages (facilité de production, coût réduit, stabilité…). Cependant, même si les vaccins à ADN nu ont montré une capacité à induire un effet anti-tumoral spécifique dans certains modèles animaux, les essais cliniques chez l’homme ont été jusqu’à présent décevants. Ces difficultés ont poussé les deux équipes de recherche nantaises à mettre au point une approche innovante faisant intervenir un vecteur efficace et un antigène cible.

Récemment, l’équipe de Bruno Pitard, directeur de recherche au sein de l’Unité Inserm U915, a découvert une nouvelle classe de vecteurs synthétiques qui améliorent spectaculairement la réponse immunitaire spécifique après injection intramusculaire d’une faible dose d’ADN codant pour un antigène cible associé à des nanosphères synthétiques. Ces nanosphères possèdent des caractéristiques uniques d’efficacité, de simplicité et d’industrialisation, ils représentent donc une avancée importante vers le développement de nouveaux vaccins à ADN.

Au sein de l’Unité 948 de l’Inserm, le groupe de Sophie Conchon développe des stratégies d’immunothérapie ciblant un antigène tumoral bien particulier : l’alpha-foetoprotéine (AFP). Cette protéine est un marqueur reconnu du carcinome hépatocellulaire : sa présence dans le sang est augmentée en présence d’une tumeur maligne. En 2010, l’équipe a initié un essai clinique de thérapie cellulaire de phase I d’injection de cellules dendritiques stimulées avec des peptides de l’AFP chez des patients atteints de carcinome hépatocellulaire.

Au cours d’un travail collaboratif, les deux équipes ont démontré que l’injection intramusculaire d’un vecteur synthétique constitué d’une faible quantité d’ADN codant pour l’AFP associée aux nanosphères permettait la mise en place d’une réponse immune spécifique de l’AFP. De plus cette immunisation protège les souris contre le développement de tumeurs hépatiques induites par un carcinogène chimique, reproduisant fidèlement la physiopathologie de la maladie chez l’homme. Il s’agit de la première démonstration d’un effet thérapeutique majeur d’une approche d’immunothérapie sur un modèle de carcinome hépatocellulaire in situ.

Le carcinome hépatocellulaire est le 5ème type de cancers le plus fréquent. Dans la plupart des cas, il évolue à partir d’une cirrhose. En France, l’excès d’alcool et l’hépatite C sont les deux principales origines de développement de ce cancer et malgré les progrès récents dans les traitements, son pronostic reste sombre. L’immunothérapie adjuvante, associée à un traitement curatif local est maintenant considérée comme potentiellement bénéfique.9

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