La technique du saut d’exon par l’utilisation d’oligonucléotides (ONt) anti-sens représente une nouvelle stratégie thérapeutique très prometteuse qui restaure l’expression de la dystrophine dans des modèles cellulaires et animaux de la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Le Professeur Matsuo (Service de Pédiatrie, CHU de Kobe, Japon) a présenté les avancées récentes de son équipe dans ce domaine. Il a mis au point des ONt anti-sens chimériques combinant un ARN et un acide nucléique d’un nouveau type appelé ENA (ethylene nucleic acids). Testés dans des myocytes provenant de patients atteints de DMD, les chimères ARN/ENA ont induit efficacement le saut de l’exon 41 ou 45, entraînant ainsi l’expression de la dystrophine. A noter enfin que le seul patient actuellement traité par son équipe par ONt depuis plus d’un an ne montre pas d’amélioration sur le plan clinique.
Communication de Masafumi Matsuo, Chimeric RNA/ethyene bridged nucleic acids promote dystrophin expression in myocytes of Duchenne muscular dystrophy by inducing exon skipping.

 

 La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie neuromusculaire due à des mutations dans le gène de la dystrophine. Dans environ 75% des cas, la mutation entraîne un décalage du cadre de lecture aboutissant à la synthèse d'une protéine non fonctionnelle. Le saut d'exon (exon-skipping) a pour objectif de supprimer la partie du gène comprenant la mutation afin de rétablir le cadre de lecture et de permettre à la cellule de fabriquer la protéine manquante (la dystrophine). Récemment, Luis Garcia et son équipe (Généthon à Evry) ont réussi grâce à cette technique du saut d'exon à rétablir la production d'une dystrophine tronquée mais fonctionnelle chez la souris mdx. Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé un vecteur AAV (adeno associated Virus) qui a permis d'introduire dans la cellule le gène U7 produisant un petit ARN (du noyau cellulaire). Celui-ci va masquer l'exon 23 défectueux chez la souris mdx et rétablir ainsi le cadre de lecture dans la cellule. Après injection intra-musculaire ou perfusion intra-artérielle de ce couple AAV-U7 chez la souris mdx, l'expression de la dystrophine a été restaurée dans la plupart des fibres musculaires. Un an après, le niveau d'expression de la protéine est toujours stable. En outre, les capacités motrices des animaux traités étaient équivalentes à celles des animaux sains : restauration des propriétés mécaniques et contractiles des fibres musculaires.
L'équipe de Généthon a commencé à appliquer cette même technique du saut  d'exon chez le chien GRMD (modèle de la DMD). Il est à noter que chez ce modèle animal, il est nécessaire de « sauter » plusieurs exons (saut multi-exons) pour rétablir le cadre de lecture. Les premiers résultats par injection intramusculaire de vecteurs AAV(U7) sont très prometteurs en termes d'efficacité (plusieurs milliers de fibres musculaires restaurées au site d'injection) et de tolérance (absence de réponse immunitaire). Ces résultats majeurs permettent d'envisager à présent  l'application du saut d'exon thérapeutique chez l'homme.
Communication de Luis Garcia. Highly efficient exon-skipping and sustained correction of muscular dystrophy using an Adeno-Associated Viral vector.

 

Le transfert de gène par un vecteur AAV (associated adeno virus) est une des approches thérapeutiques très étudiée dans la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Si les études chez l’animal ont donné des résultats encourageants, il est important de tester l’innocuité et la tolérance de ce type de traitement chez des grands animaux, avant de passer à des essais cliniques chez l’homme. C’est dans ce sens que Shin’ichi Takeda (Département de Thérapie Moléculaire, Institut National de Neurosciences, Tokyo) a présenté les travaux de son équipe. Les chercheurs ont injecté le vecteur AAV-2 couplé au gène rapporteur lacZ dans des muscles squelettiques de chiens normaux/sains. Les résultats ont montré une faible efficacité de transduction et une infiltration cellulaire importante, signe d’une réaction excessive du système immunitaire. D’après les chercheurs japonais, il est très important de clarifier ces phénomènes immunitaires avant d’envisager un traitement chez les patients atteints de DMD.
Communication de Shin’ichi Takeda, AAV vector mediated micro-dystrophin transfer into dystrophin-deficient skeletal muscle

 

La myopathie des ceintures de type 2D (LGMD 2D) est due à des mutations dans le gène de l’alpha-sarcoglycane (α-SG). Cette protéine transmembranaire, participe à la structure des fibres musculaires. L’epsilon-sarcoglycane (ε-SG) est une protéine homologue de l’α-SG musculaire. Son expression pourrait donc compenser les modifications pathologiques de l’α-SG. Les travaux présentés par Michihiro Imamura (Institut National des Neurosciences, Tokyo) ont confirmé cette hypothèse. Les chercheurs ont créé des lignées de souris transgéniques surexprimant l’ε-SG dans les muscles squelettiques. Chez ces animaux, la surexpression de l’ε-SG a induit une substitution de l’α-SG par l’ε-SG dans le complexe "sarcoglycanes" du muscle squelettique, sans provoquer d’anomalies significatives. De plus, la sur-expression de l’ε-SG chez les souris LGMD 2D déficitaires en α-SG améliore le phénotype musculaire : moins de dystrophie musculaire, pas de dommage de la membrane cellulaire du muscle squelettique, ni de contractions anormales. La sur-expression de l’ε-SG représente donc une stratégie thérapeutique prometteuse dans la LGMD 2D.
Communication de Michihiro Imamura, Increased ε-sarcoglycan expression ameliorates muscular dystrophy in α-sarcoglycan deficient mice, a model for LGMD2D.