Projet ANR-11-BSV1-0009 – GSD1 : Glycogénose de type 1a : de la physiopathologie à la thérapie génique du foie
Programme : Blanc - SVSE 1 - Physiologie, physiopathologie, santé publique (Blanc SVSE 1)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Fabienne RAJAS (UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON I)
Partenaires : Biothérapies Hépatiques; Institut national de la santé et de la recherche médicale; Nutrition et Cerveau
Montant : 450108.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 48 mois
Résumé : Approches thérapeutiques des glycogénoses de type 1-Effet de la nutrition sur le développement des tumeurs hépatiques dans un modèle deglycogénose de type 1a. Caractérisation moléculaire des tumeurs hépatiques.-Développement de la thérapie génique du foie dans un modèle de glycogénose de type 1a.-Caractérisation de la pathologie rénale et intestinale des glycogénoses de type 1a
Mieux comprendre la glycogénose de type 1 pour mieux la guérirLa glycogénose de type 1a est une maladie génétique rare orpheline qui touche une fonctioncruciale de l’organisme permettant la régulation de la glycémie ; ces patients ne peuvent plusproduire de glucose en dehors des repas. Actuellement, une prise en charge nutritionnelle trèsstricte des patients dès l’âge de 3-4 mois permet d’éviter les hypoglycémies létales. Cespatients doivent manger régulièrement des sucres lents, même la nuit (toutes les 3-4heures), en particulier de la maïzena, et la consommation de certains aliments, comme lesfruits et les laitages, est proscrite. Cependant, dès l’adolescence, la plupart des patientsdéveloppent des tumeurs hépatiques, pouvant se transformer en carcinomes, et desinsuffisances rénales sévères, nécessitant, dans certains cas, une greffe de foie et/ou de rein.En disposant d’un modèle de souris unique viable développé au laboratoire, l’objectif de ceprojet est de mieux caractériser les atteintes hépatique, rénale et intestinale rencontrées chezces patients à l’âge adulte. Nous étudierons aussi l’effet de la nutrition sur ces différentespathologies. Le troisième objectif est de développer une approche de thérapie génique, grâceà l’utilisation de virus recombinants qui exprimeront la protéine déficiente au niveau du foie.Ce projet devrait permettre de proposer de nouvelles approches thérapeutiques pouraméliorer la vie, voire guérir, les patients atteints de glycogénoses de type 1.
Approches nutritionnelles et thérapie géniqueNous disposons de 3 lignées de souris transgéniques permettant l’étude de la pathologie danschacun des tissus producteurs de glucose : le foie, le rein et l’intestin.Le développement des différentes pathologies (tumeurs hépatiques, insuffisance rénale etinflammations intestinales) sera analysé au cours du temps, chez des souris nourries enrégime standard, ou enrichi en différents sucres ou graisses.Une analyse moléculaire des différentes étapes du développement de la pathologie seraréalisée pour identifier les voies qui pourront être modulées par des approchesthérapeutiques.Au niveau de la thérapie génique, nous développons de nouveaux virus (dérivés deslentivirus) qui exprimeront la protéine déficiente spécifiquement au niveau du foie. L’efficacitéet l’innocuité de ces virus seront testées dans notre modèle de souris. L’objectif est de guérirle maximum de cellules du foie pour éviter le développement des tumeurs.
Résumé de la soumission : La glycogénose de type 1a (GSD1a) est une maladie métabolique rare caractérisée par des graves hypoglycémies, liée à la déficience de l’unité catalytique de la glucose-6 phosphatase (G6Pase). Depuis les années 80, l’espérance de vie des patients GSD1a a considérablement augmenté grâce à une prise en charge nutritionnelle très stricte. Cependant, ces patients développent à long terme de nombreuses complications, en particulier des adénomes ou des cancers du foie et des insuffisances rénales. Jusqu’à présent, les mécanismes moléculaires sont peu connus et les modèles animaux disponibles ne sont pas viables après le sevrage. Une étude rétrospective européenne a montré que le contrôle de la balance métabolique de ces patients semble crucial pour prévenir le développement de ces complications. Pour mieux caractériser les voies moléculaires impliquées dans le développement de cette pathologie, nous avons développé des modèles animaux originaux dans lesquels l’invalidation du gène G6pc est ciblée dans l’un ou l’autre des trois organes producteurs de glucose (le foie, les reins et l’intestin). Contrairement aux souris totalement invalidées pour le gène G6pc, ces souris pourraient maintenir leur homéostasie glucidique grâce à la production de glucose par les deux autres organes glucoformateurs. Bien que le foie soit considéré jusqu’à présent comme l’organe majeur producteur de glucose, les souris n’exprimant plus la G6Pase au niveau du foie (LG6pc-/-) sont viables et présentent une pathologie hépatique identique à celle des patients GSD1a, en développant néanmoins à long terme des adénomes hépatiques (Mutel et al., 2010). L’objectif général de ce projet est d’améliorer la prise en charge et le traitement de ces patients grâce à une meilleure connaissance des pathologies hépatique, rénale et intestinale et des complications métaboliques. Disposant de ces modèles murins originaux, nous proposons de mieux comprendre les étapes du développement de cette pathologie à long terme, en caractérisant i) le développement des tumeurs hépatiques et le possible rôle causal du métabolisme hépatique, ii) la pathologie rénale jusqu’au stade terminal de l’insuffisance rénale et iii) les dysfonctionnements intestinaux. Le foie étant un organe idéal pour la thérapie génique, notre 2ème objectif est de poursuivre notre approche de thérapie génique qui vise à compenser l’expression de la G6PC au niveau du foie, en utilisant des vecteurs viraux recombinants de dernière génération. Les mécanismes impliqués dans le développement des adénomes hépatocellulaires et de leur transformation en carcinomes seront caractérisés au niveau moléculaire chez les souris LG6pc-/-. Ces souris seront nourries avec différents régimes afin de définir l’influence de différents nutriments sur le développement des tumeurs et d’étudier le lien avec les perturbations métaboliques du foie. La caractérisation du modèle d’invalidation de la G6Pase rénale permettra de connaître de nouveaux biomarqueurs du développement de la pathologie rénale au cours du temps. L’étude du modèle d’invalidation intestinal nous permettra de mieux définir les complications intestinales des patients GSD1a, qui sont souvent sous-estimées. De plus, les souris LG6pc-/-seront un modèle puissant pour tester l’efficacité et l’innocuité in vivo de nouveaux vecteurs viraux recombinants de type « adeno-associated virus » ou lentivirus. Cette étude permettra de vérifier l’effet protecteur du transfert de gène sur le développement des tumeurs hépatiques à long terme. Ce projet devrait nous permettre de proposer de nouvelles recommandations nutritionnelles et de nouvelles approches pour mieux maîtriser le développement des complications hépatiques, rénales et intestinales chez les patients GSD1a. Les premiers essais de thérapie génique, réalisés chez l’animal, sont prometteurs, mais nous espérons obtenir une meilleure transduction du foie pour garantir une correction totale de la maladie.
Résultats : -Depuis le démarrage du projet, nous avons organisé le premier congrès international sur les
glycogénoses qui a permis de réunir les plus grands spécialistes de ces pathologies et les 7
associations internationales de patients. Ce congrès a eu lieu à Lyon du 4 au 6 avril 2012 et a
été organisé en partenariat avec l’Association francophone des glycogénoses (AFG). Nombre
de participants : 100.
Le deuxième congrès international a été annoncé et aura lieu à Heidelberg du 28 au 30 nov
2013.
-Lancement de l’analyse de plusieurs groupes de souris nourries sous différents régimes,
riches en sucres rapides ou en graisses. Analyse du foie par imagerie à résonnance
magnétique IRM.
-Caractérisation des différentes étapes de la pathologie rénale.
-Clonage et purification des virus avant injection aux souris (prévu en octobre).
Perspectives : Les premiers résultats sur les effets des différents nutriments sur le développement des
tumeurs ne sont pas attendus avant 12 à 18 mois car le développement des tumeurs est
détectable entre 9 et 18 mois chez la souris. L’analyse de l’insuffisance rénale se fera aussi
tout au long de la vie des souris, c’est à dire sur une période de 2 ans.
Publications et brevets : Tous les partenaires ont été impliqués dans le programme scientifique du congrès
international sur les glycogénoses.
-Introduction sur les glycogénoses : Prof. GPA Smit (Pays-Bas)
- Pathologie rénale des glycogénoses : Prof. GPA Smit (Pays-Bas)
-Perturbation du métabolisme du glucose dans les glycogénoses : Dr. DJ. Reijngoud (Pays-
Bas)
-Thérapie génique du foie dans un modèle de Crigler-Najjar : Dr. N. Ferry (Paris)
-Fibrose et cancer des glycogénoses de type 1 et 3 : Prof. P. Labrune (Paris)
-Classification des tumeurs hépatiques : Prof. J. Zucman-Rossi (Paris)
+ 4 présentations sélectionnées orales ou affichées.