Équipe 8- Groupe Thérapie génique pour la DMD & physiopathologie du muscle squelettique

France Pietri-Rouxel

Responsable de groupe : France Pietri-Rouxel

Les dystrophinopathies sont des pathologies causées par des anomalies du gène DMD qui code pour une protéine appelée dystrophine. Cette protéine est absente dans la Dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) alors qu’elle est présente mais qualitativement et/ou quantitativement altérée dans la Dystrophie musculaire de Becker (BMD). Il est établi que la structure moléculaire de la dystrophine tolère des délétions internes de grande taille. Ce constat a mené au développement de deux stratégies thérapeutiques principales : la thérapie génique classique avec transfert de cDNAs de mini- ou micro-dystrophine fonctionnelle dans les muscles, et le saut d’exon ciblé. La stratégie du saut d’exon utilise soit des molécules antisens (comme les oligonucléotides antisenspeptide-phosphorodiamidate morpholino (PPMO)) soit une thérapie génique par AAV-U7, le but étant de transformer une mutation “hors cadre de lecture” en mutation en  “phase du cadre de lecture” permettant la synthèse d’une dystrophine plus courte.

Optimiser l’approche thérapeutique pour traiter la Dystrophie musculaire de Duchenne
Le saut d’exon par AAV-U7 est très efficace, cependant, nous avons montré dans un modèle de souris DMD que la restauration de la dystrophine diminuait considérablement après un an chez les animaux traités. Afin de contrecarrer cette diminution, nous avons réalisé un prétraitement du muscle de souris dystrophique avec une seule dose de PPMO conduisant à une expression transitoire de la dystrophine, puis une injection d’un AAV-U7 thérapeutique. Ce traitement qui combine les deux approches renforce de manière significative l’effet à long terme du traitement par AAV-U7. Actuellement, nous évaluons ce traitement combiné par injection systémique de PPMO et du vecteur AAV-U7 dans un modèle de DMD très sévère (souris à double mutante dystrophine / utrophine (dKO)) qui souffrent de symptômes graves et progressifs : amaigrissement musculaire, atteinte des fonctions cardiaques et diaphragmes, mobilité réduite et mort prématurée, imitant la physiopathologie des patients atteints de DMD.

Caractérisation phénotypique et génomique de patients Becker porteurs de la délétion des exons 45 à 55
La BMD a une incidence de 1/30000 naissances vivantes et se caractérise par une dystrophie musculaire progressive avec ou sans cardiomyopathie. Nous présentons une population de 49 patients atteints de BMD avec un gène DMD avec délétion en phase des exons 45 à 55 (BMDdel45-55). Il est crucial d’étudier le lien génomique / phénotype dans cette cohorte car il a été décrit que 63% des patients Duchenne sont éligibles à une thérapie par saut des exons 45 à 55 transformant ainsi ces patients DMD en patients BMDdel45-55. L’objectif de cette étude est d’identifier les facteurs modificateurs impliqués dans la variabilité phénotypique chez les patients BMDdel45-55. Nous avons effectué (i) une caractérisation phénotypique de 49 patients, (ii) chez 40/49 patients, un profil de lncARN (des acteurs régulateurs émergents) et (iii) un WGS chez 19 / 49 patients.

Un nouveau mécanisme qui agit contre la perte de masse musculaire au cours du vieillissement
Décrypter les mécanismes qui régissent la plasticité du muscle squelettique est essentiel pour comprendre ses processus physiopathologiques, y compris la sarcopénie liée à l’âge. Le canal calcique voltage-dépendant 1.1 (CaV1.1) joue un rôle central dans le couplage excitation – contraction (ECC). Nous avons révélé l’existence d’un switch de transcription du gène de la sous-unité bêta CaV1.1 (CaVβ1) qui dépend de l’état d’innervation du muscle chez la souris. Dans un modèle murin de dénervation du nerf sciatique, nous avons montré une expression accrue d’une isoforme embryonnaire de la sous-unité CaVβ1 appelée CaVβ1E. Le CaVβ1E stimule la signalisation GDF5 en aval pour contrer la perte musculaire après dénervation chez la souris. Nous avons également démontré que le muscle de souris âgé exprimait une quantité réduite de CaVβ1E comparé au muscle jeune ainsi qu’une défaillance de la réponse à la dénervation via le facteur de différenciation de croissance 5 (GDF5). Inversement, la surexpression de CaVβ1E ou de GDF5 améliore la perte de masse et la force musculaire dans le vieillissement musculaire chez la souris. De manière cruciale, nous avons également identifié l’analogue de CaVβ1E humain et avons montré une corrélation entre l’expression de CaVβ1E dans les muscles humains et le déclin de la masse musculaire lié à l’âge. Ces résultats suggèrent que les stratégies ciblant CaVβ1E ou GDF5 pourraient être efficaces pour réduire la perte de masse musculaire au cours de la sénescence (Traoré et al. Sci Transl Med. 2019 Nov 6;11(517). pii: eaaw1131. doi: 10.1126/scitranslmed.aaw1131.).
De plus, une évaluation de l’expression et de la signalisation du GDF5 n’a jamais été corrélée à une maladie neuromusculaire. Afin de contrecarrer le processus physiopathologique visant à maintenir une masse musculaire suffisante à traiter, nous envisageons d’étudier les avantages du GDF5 dans la dystrophie musculaire de Duchenne et dans la sclérose latérale amyotrophique sur la perte de masse et de fonction du muscle squelettique et dans la limitation des troubles de la fonction neuromusculaire.

 

Composition de l’équipe

PIETRI-ROUXEL France, Responsable de groupe
FALCONE Sestina, Chercheuse
FORAND Anne, Chercheuse
GENTIL Christel, Ingénieure
TRAORE Massiré, Ingénieur
MOOG Sophie, Ingénieure d’étude
GARGAUN Elena, Étudiante en thèse

 

Contacts

france.pietri-rouxel@upmc.fr