• Thérapie génique
Dans le cadre d’une approche de thérapie génique des myopathies, nous envisageons principalement deux stratégies. D’une part, une approche de correction du défaut génétique par transfert d’un allèle fonctionnel du gène muté. Administré à un stade précoce de la maladie, cette approche thérapeutique devrait permettre de prévenir le développement de la maladie ou du moins la stabiliser. Des expériences de transfert d’un ADN complémentaire sont en cours sur un modèle animal de sarcoglycanopathie (hamster CHF147). D’autre part, pour les maladies plus avancées et avec des symptômes plus spécifiques, il nous paraît nécessaire de développer des approches plus ciblées, ainsi que la possibilité de réadministrer des vecteurs. Le transfert de gènes peut ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques en complément des thérapeutiques pharmacologiques conventionnelles. Dans une première phase, nous avions validé l’hypothèse selon laquelle il était possible induire des mécanismes de compensation de l’atteinte cardiaque dans le cadre d’une dystrophie musculaire et de retarder la progression d’une cardiomyopathie dilatée vers l’insuffisance cardiaque terminale. Pour cela, nous avions utilisé le modèle du hamster CHF147 et montré qu’il est possible de retarder la dégradation de la structure myocardique et de stabiliser la fonction cardiaque par administration de protéine recombinante IGF-1 (Serose A et al., 2002).Dans un deuxième temps, nous avons injecté dans le myocarde, en de multiples sites, un plasmide codant pour le facteur IGF1 et montré une stabilisation identique de la fonction cardiaque(
Serose A et al., 2005). Plus récemment, nous avons pu montrer que les effets bénéfiques obtenus par un traitement de courte durée et à relativement faible dose avait des effets persistants tant sur la structure que sur la fonction cardiaque (
Serose A, et al., 2006). Du point de vue clinique, on peut interpréter ces résultats comme un changement de classe fonctionnelle selon la classification NYHA. Dans le modèle animal, nous avons pu montrer que ce changement fonctionnel s’accompagnait d’une amélioration significative de la survie des animaux traités, avec un allongement de la survie moyenne de 20%.
Etant donné que les acides nucléiques peuvent maintenant être considérés comme de nouveaux principes actifs thérapeutiques, il convient de développer leur formulation pour passer du gène au médicament. En parallèle aux recherches sur les vecteurs dérivés de virus (vecteurs AAV, en particulier), nous avons continué en collaboration avec le groupe de E. Fattal (Université Paris Sud, Faculté de Pharmacie de Chatenay-Malabry, CNRS UMRS8612) à développer des vecteurs inertes, basés sur la formulation d’ADN plasmidique avec divers polymères. Une caractérisation physico-chimique des différentes formulations a pu être réalisée et des tests de toxicologie et d’efficacité ont permis de retenir deux types de vecteurs qui ont montré une amélioration de l’efficacité de transfert de gènes dans les muscles striés (
Roques C, et al, 2007).
Par ailleurs, en considérant plus spécifiquement le problème de l’atteinte cardiaque au cours des myopathies, nous avons voulu évaluer le potentiel thérapeutique d’un tétrapeptide endogène administré à dose pharmacologique. Ce peptide semble pouvoir retarder le développement de la fibrose interstitielle myocardique ce qui devrait permettre de préserver la fonction cardiaque. Par ailleurs, dans un modèle de lambeaux cutanés chez le rat, nous avons pu montrer l’efficacité du tétrapeptide pour induire une augmentation de l’angiogenèse avec une nette amélioration de la survie de lambeaux cutanés (
Fromes Y, et al., 2006). Cette approche pourrait améliorer les problèmes de cicatrisation que rencontrent un grand nombre de patients myopathes.
• Plate-forme de physiologie expérimentale
Dans le but de mieux comprendre la physiopathologie des maladies musclaires, mais aussi d’évaluer l’efficacité des biothérapies, nous avons poursuivi nos efforts de développement des outils et méthodes de physiologie chez le petit animal.
Au niveau évaluation cardiaque, nous disposons ainsi d’outils de monitorage et de protocoles d’analyse du tracé ECG, de la variabilité du rythme cardiaque et des troubles de la conduction. Les animaux peuvent être étudiés en condition vigile contrainte ou non contrainte, par télémétrie (
Mongue-Din H et al., 2007 (a)).
L’atteinte cardiaque est le déterminant principal du pronostic vital des patients souffrants de myopathies. Au cours de la défaillance cardiaque, le contenu en collagène tissulaire augmente, aboutissant à une fibrose interstitielle, responsable d’altérations structurelles et fonctionnelles du muscle cardiaque. D’autre part, l’altération de la régulation de l’activité électrique cardiaque est un facteur majeur dans la pathogenèse et la progression de l’insuffisance cardiaque. La variabilité du rythme cardiaque (HRV) reflétant le statut fonctionnel du nœud sinusal et de sa régulation, son étude peut permettre d’analyser l’évolution des altérations de la fonction électrique cardiaque et d’identifier de façon précoce l’atteinte cardiaque chez le patient myopathe. Plusieurs souches de hamsters syriens sont couramment utilisées comme modèles de cardiomyopathies évoluant vers l'insuffisance cardiaque. Le manque de données concernant la HRV du hamster nous a conduits à étudier plus précisément les animaux sains.
L’étude de la HRV, basée sur l’analyse de séries temporelles longues d’intervalles entre deux battements (intervalles R-R), a été menée chez des hamsters d’âges différents. Chez les hamsters sains, un profil de maturation de la HRV a pu être mis en évidence (Mongue-Din H et al. (b)) Ces animaux présentent une HRV intrinsèque importante qui est hautement influencée par le système neurovégétatif. De plus, ils sont extrêmement sensibles à des modifications artificielles de la régulation cardiaque. Les hamsters pourraient être de bons modèles pour le diagnostique d’altérations précoces de la HRV dans des conditions pathologiques. Le hamster syrien est donc un modèle animal de choix dans l’étude de la HRV.
Nous avons également développé des techniques d’évaluation hémodynamique par cathétérisme de conductance qui sont basées sur la mesure simultanée des pressions et volumes intracardiaques et ce qui permet une étude fine du cycle cardiaque in vivo. Plus récemment, nous avons développé l’imagerie haute résolution par ultrasons (Fromes Y. et al, 2007(a) ; Fromes Y. et al, 2007 (b)).
Les atteintes de la musculature lisse, en particulier au niveau vasculaire et les anomalies de la perfusion qui en résultent ont pu être étudiées dans le modèle du déficit complet en delta-sarcoglycane chez le hamster CHF147. Ainsi, nous avons pu montrer une augmentation de l’apoptose des cellules vasculaires lisses de l’aorte associée à une perte de la différentiation des cellules matures (Lipskaia L.et al., 2007).
La fonction du complexe des sarcoglycanes est inconnue, mais il peut stabiliser le dystrophine et le complexe des glycoprotéines associées (DGC), réguler l'adhésion du complexe dystrophine-glycoprotéines à la laminine-a2, réguler des canaux cationiques et jouer un rôle comme intermédiaire dans des cascades de signalisation intra cellulaire. L’absence d’une des protéines du DGC semble déstabiliser ce complexe entrainant ainsi une augmentation de la perméabilité membranaire sarcolemmale. Ce mécanisme pourrait être à l’origine d’un influx calcique ayant pour conséquence une augmentation persistante de la concentration calcique intracellulaire, ce qui pourrait être à l’origine de la mort cellulaire (Fraysse B, Salmon A, Nagi S, et al. Alterations of calcium homeostasis associated to mitochondrion morphological abnormalities and elevated calpaïn activity in delta-sarcoglycan deficient cardiac cells. In: FASEB, editor. Experimental Biology; 2008 April 2008; San Diego, USA; 2008).
Au niveau neuromusculaire, nous avons mis en place les techniques de monitorage de l’EMG in vivo par instrumentation chronique des animaux au moyen d’émetteurs et d’enregistrement par télémétrie.
• Collaboration avec le laboratoire de RMN de l’Institut de myologie (équipe de P. Carlier)
Nous participons d’une part, à la mise au point des méthodes d’imagerie cardiaque et musculaire chez le petit animal et d’autre part, à la mise au point de méthodes d’imagerie pour suivre le devenir des cellules transplantées. Nous comparons la pertinence de différentes classes d’agents de contraste pour le suivi longitudinal non invasif de cellules musculaires humaines transplantées chez la souris.
Du point de vue imagerie par résonnance magnétique, nous avons mis au point une méthode d’acquisition des signaux compatible avec les conditions vigiles chez le petit animal, ce qui permet de faire des études de physiologie cardiaque en dehors de toute influence de drogues anesthésiques (
Parzy E.et al.,2007). Par ailleurs, basée sur la technique de RMN, nous avons pu mettre au point les techniques de mesures et étudier la perfusion musculaire de la patte chez les rongeurs de laboratoire (
Menard JC. et al., 2010). Poursuivant ces approches il nous a été possible d’étudier par spectroscopie RMN l’oxygénation musculaire chez le petit animal (
Carlier PG et al., 2006).
Mise à jour : Mars 2010
