Projet ANR-12-EMMA-0013 – HuntToTreat : Nouvelle stratégie thérapeutique contre la chorée de Huntington
Programme : Emergence (Emergence)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Florence MASCHAT (Institut de Génomique Fonctionnelle - Eq Neurobiologie normale et pathologique chez la Drosophile )
Partenaires : FIST SA FRANCE INNOVA SCIENTI TRANSFERT; Institut de Génomique Fonctionnelle
Montant : 250175.0 euros
Durée : 24 mois
Résumé : Nouvelle stratégie thérapeutique contre la maladie de HuntingtionTrouver des thérapies pour traiter la maladie neurodégénérative et /ou ses symptômes.
Preuve de concept d'un effet protecteur de P42 in vivoNotre projet était de développer une stratégie utilisant un peptide inhibiteur de l‘effet toxique de la protéine mutante polyQ-hHtt. Le point de départ a été l'identification d'un peptide de 23 aa (P42) au sein de la protéine Htt sauvage, capable de sauver différents phénotypes induits par la protéine mutante polyQ-hHtt dans les cellules HeLa ou chez la mouche. L'utilisation de peptides à des fins thérapeutiques présente des avantages (comme une faible toxicité), mais aussi des inconvénients. En effet, les peptides se dégradent rapidement et ont une faible abilité à atteindre le cerveau. Pour palier ces problèmes, nous avons fusionné P42 au domaine de transduction de TAT (HIV), permettant sa  diffusion et son adressage au cerveau. Afin de pouvoir délivrer le peptide de façon répétitive mais par voie orale (donc non-invasive), nous avons inséré le peptide de fusion P42-TAT dans des microémulsions eau-dans-huile, par la technologie Aonys développée par la compagnie Medesis Pharma.
Test de P4-TAT dans les cellules HeLa et in vivo dans des souris R6/2Le bon adressage et l'effet de P42-TAT ont été analysés sur différents organismes: i) dans des cellules HeLa transfectées par polyQ-Htt mutant; ii) chez la drosophilie par croisements génétiques; iii) chez la souris sauvage ou R6/2 après traitement journalier de microémulsions contenant P42-TAT. Dans ce dernier cas, l'adressage dans le cerveau a été identifié par microscopie et analyse des dérivés de P42-TAT par MALDI. L'effet protecteur de P42-TAT a été analysé chez des souris modèles de la maladie sur différents phénotypes tels que le poids des souris, mais aussi leurs performances motrices (par rotarod), reflexes (comme foot clasping), mais aussi post-mortem sur le volume cérébral (nanozoomer) ou sur la détection de bio-marqueurs (nombre d'agrégats ou d'astrocytes).
Résumé de la soumission : La chorée de Huntington (HD) est une maladie neurodegenerative due à l’expansion anormale d’un domaine polyQ contenu dans la partie N-terminale de la protéine Huntingtin humaine (hHtt). Quand ce domaine excède 35Q, la protéine polyQ-hHtt forme des agrégats et une dégénérescence des neurones du striatum est observée. Bien qu’un grand nombre de dysfonctionnements moléculaires aient été élucidés pour expliquer la dégénérescence préférentielle des neurones du striatum, le mécanisme d’action de la protéine Huntingtin mutée reste à approfondir. Plusieurs études, dont les nôtres, ont identifié une influence de la fonction normale de l’Htt dans des modéles animaux de la maladie. En effet, en utilisant un modèle drosophile de cette maladie, nous avons pu sauver les phénotypes induits par l’expression de la protéine mutante humaine polyQ-hHtt en présence de 548aa N-ter de la protéine hHtt ou de 620aa N-ter de l’homologue drosophile de l’Htt (dHtt). Ces résultats montrent que la maladie de Huntington considérée comme dominante, résulte également d’une perte de fonction de l’htt, dans la mesure où la présence d’un domaine polyQ étendu est non seulement toxique, mais va aussi altérer les fonctions normales de l’Htt. Nos données montrent par ailleurs que les protéines Htt humaine et drosophile partagent des fonctions biologiques similaires, faisant de la drosophile un modèle privilégié dans l’étude de cette maladie.Aussi dans le but de trouver des moyens de guérison de cette maladie, notre projet prévoit une stratégie utilisant un peptide inhibiteur de l‘effet toxique de la protéine mutante polyQ-hHtt. Fondée sur nos résultats montrant un effet protecteur de la partie N-terminale de l’Htt normale, nous avons récemment identifié un peptide de 23 aa (pep42) au sein des 548 premiers aa de la protéine Htt sauvage, capable de sauver différents phénotypes induits par l’expression de la protéine mutante polyQ-hHtt dans les cellules HeLa ou chez la mouche. Moléculairement, nous avons pu montrer comment pep42 interfèrait avec la première étape d’agrégation de la protéine mutante polyQ-hHtt (appelée étape de nucléation) grâce à son interaction avec les premiers 17aa en N-ter (domaine N17). A des fins thérapeutiques, il est important de cibler pep42 au niveau du cerveau. Dans ce but, nous envisageons de fusionner le peptide pep42 au domaine de transduction TAT de HIV. L’effet protecteur du peptide de fusion pep42-TAT sera testé in vitro dans des cellules HeLa, mais aussi in vivo sur des organismes entiers, d’abord chez la drosophile, puis chez la souris. En particulier nous pourrons vérifier l’effet bénéfique de ce peptide chez la mouche sur différents phénotypes neuronaux induits par l’expression de la protéine polyQ-hHtt, que nous avons maintenant caractérisés en détails. Cette étude nous permettra d’analyser l’effet protecteur de pep42-TAT in vivo, par rapport à pep42 seul, avec pour but de comparer aussi leur diffusion dans un organisme entier et leur ciblage dans les neurones. Enfin une dernière étape s’effectuera dans un modèle souris de la maladie où différents modes de distribution de pep42-TAT seront comparés (injections intraventriculaire ou intraveineuse). Des coupes de cerveau seront analysées afin de vérifier le bon adressage et la capacité du peptide TAT-pep42 à sauver les agrégats formés par la protéine mutante polyQ-hHtt. Les effets protecteurs du peptide de fusion seront également analysés sur des défauts de comportement des souris mutantes R6(2). Une fois la preuve de concept sur l’effet protecteur de pep-42-TAT validée, une question importante sera de trouver un moyen d’administration du peptide, oral par exemple, plus approprié pour le confort de l’animal que des injections.
Résultats : Ces études ont permis d'identifier un peptide de 23aa (P42) très efficace contre  la maladie de Huntington, mais aussi de développer une technique  d'administration non-invasive (basée sur de la nanotechnologie) utilisable  à des fins thérapeutiques. Ces études ont amené une preuve de concept de l'effet bénéfique de P42, ce qui a permis sa désignation de médicament orphelin par l'agence européenne des médicaments. Nos données ont aussi permis d'établir une collaboration avec un groupe de HongKong, ce qui nous a permis d'obtenir une nouvelle ANR afin de tester P42 dans des bithérapies.
Perspectives : Il n'existe pas de médicament pouvant retarder la progression de cette maladie très dévastatrice. Aussi l'identification d'un nouveau produit spécifique de cette maladie et donc peu toxique est une grande avancée. Les  thérapies peptidiques s'effectuent  via des injections  souvent directement dans le cerveau. Aussi le développement d'une stratégie d'administration non-invasive par voie orale et que nous avons montré être efficace pourra être utilisable pour administrer d'autres molécules.
Publications et brevets : Un brevet est maintenant admis à l'International. Au niveau européen, P42 a été désigné comme médicament orphelin. Deux articles ont été publiés en 2013 et 2014: L'un sur l'identification de P42,  l'autre sur son action chez la souris.