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La maladie de Crigler-Najjar :
un nouveau succès pour
la thérapie génique

Nicolas Ferry

> La maladie de Crigler-Najjar est une maladie héréditaire récessive du foie responsable d'une accumulation, dès la naissance, de bilirubine non conjuguée dans le sang. La bilirubine est un produit de la dégradation de l'hème, qui est contenu dans l'hémoglobine et ne peut être directement réutilisé. Du fait du renouvellement quotidien d'environ 1 % des érythrocytes, de grandes quantités de bilirubine sont produites chaque jour. La bilirubine est un composé très lipophile, qui doit être conjugué à l'acide glucuronique dans le foie pour devenir hydrosoluble et être éliminé dans les urines et les matières fécales. C'est une isoforme de l'enzyme uridine glucuronosyl transférase (UGT), codée par le gène UGT1A1, qui permet la conjugaison de la bilirubine dans le foie. En l'absence de cette conjugaison, la bilirubine non conjuguée s'accumule dans les tissus lipidiques et en particulier dans les noyaux gris centraux ducerveau. Cette accumulation provoque des désordres neurologiques irréversibles chez les enfants présenant une maladie de Crigler-Najjar, qui sont génétiquement déficients en UGT1A1. Pour empêcher cette redoutable évolution de la maladie, on utilise la photothérapie prolongée (plusieurs heures par jour) en lumière bleue, qui permet de dégrader les molécules de bilirubine à travers la peau. La transplantation hépatique était jusqu'à présent la seule solution curative pour cette maladie.

La maladie de Crigler-Najjar est considé-
rée depuis longtemps comme une mala-
die modèle pour la thérapie génique, et
cela pour plusieurs raisons : 1) il s'agit

d'une maladie monogénique, dont le
gène responsable est connu, et pour
laquelle l'ADN complémentaire (ADNc)
du transcrit de ce gène est de petite
taille (environ 1,8 kb), ce qui facilite
la construction de vecteurs viraux pour
son transfert aux cellules à traiter ;
2) au cours de la maladie, la structure
histologique du foie reste normale, et
les hépatocytes qui doivent être corrigés
génétiquement sont viables ; 3) le foie,
qui est l'organe à traiter, est facilement
accessible par la circulation sanguine du
fait du débit sanguin portal important
(environ 20 % du débit cardiaque) et de
la présence d'un endothélium fenestré
dans les sinusoïdes hépatiques, ce qui
permet l'extravasation des vecteurs de
transfert présents dans le flux sanguin ;
4) le nombre d'hépatocytes qui doivent
être corrigés pour avoir un impact cli-
nique est faible, et l'on considère que
le traitement de 5 % à 10 % de la masse
hépatique permet une amélioration cli-
nique ; 5) enfin, il existe des modèles
animaux de la maladie de Crigler-Najj
jar : le rat Gunn, identifié en 1932, qui
reste le modèle animal le plus utilisé,
et une souris transgénique générée en
2008 [1]. Pour toutes ces raisons, les
études expérimentales visant à mettre
au point une thérapie génique pour la
maladie de Crigler Najjar ont commencé
il y a près de 30 ans, en particulier à
l'Institut Pasteur, dans le laboratoire
Rétrovirus et transfert génétique. Les
premiers vecteurs viraux de transfert
de gènes qui ont été développés à cette
époque étaient dérivés des rétrovirus
murins, des adénovirus, puis des lentivi-
rus. Ces premières études ont démontré

Ancien directeur de recherche à l'Inserm,
Paris, France.
Nferry57@gmail.com

la faisabilité d'un traitement à long
terme de l'hyperbilirubinémie chez le rat
Gunn [2-5]. Cependant, la nécessité de
stimuler les hépatocytes préalablement
à la transduction par les rétrovirus, les
réponses inflammatoires fortes induites
par les adénovirus, et les difficultés de
production des lentivirus restaient des
obstacles majeurs à la mise au point de
cette thérapie génique pour l'homme.

Le développement des vecteurs viraux dérivés du virus adéno-associé (AAV) durant les quinze dernières années a permis une avancée décisive. Ces vecteurs sont plus faciles à produire en grande quantité que les autres vecteurs viraux, et leur administration par voie intraveineuse corrige la maladie dans les modèles animaux de la maladie de Crigler-Najjar [6, 7].

Grâce à la constitution d'un consortium international regroupant des cliniciens et des chercheurs français, italiens et hollandais, et sous l'impulsion décisive du Généthon à Évry, un essai clinique évaluant la tolérance et l'efficacité de l'administration intraveineuse d'AAV recombinants (de sérotype 8) véhiculant l'ADNc humain de l'UGT1A1 a pu être réalisé. Les résultats très encourageants de cet essai, qui a duré plus de quatre ans, ont été publiés durant l'été 2023 [8].

Cet essai clinique de phase I/II a
inclus cinq patientes réparties en deux
groupes recevant une dose plus faible
(2 × 10¹² particules virales par kg, deux
patientes) ou plus forte (5 × 10¹² par-
ticules virales par kg, trois patientes)
de vecteur viral. Les patientes ont été
suivies pendant un an et demi, avec des
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**Figure 1.** Évolution de la bilirubinémie chez les patientes présentant une maladie de Crigler-Najjar et traitées par thérapie génique. Les patientes incluses dans l'essai thérapeutique ont reçu une faible dose (patientes 1 et 2) ou une forte dose (patientes 3, 4, 5) du vecteur AAV recombinant GNT 003. Une flèche verticale indique le moment de l'injection. La concentration de la bilirubine dans le sang (bilirubinémie, en µM) a été dosée au cours du temps (80 semaines). Pour chaque patiente traitée, sont indiquées sous la courbe la période de traitement par photothérapie ainsi que l'administration d'immunomodulateurs (sirolimus et prednisone). La ligne horizontale en trait pointillé indique la valeur supérieure de la bilirubinémie normale (17 µM). Les patientes ayant reçu la plus forte dose de vecteur AAV recombinant ont une bilirubinémie bien contrôlée malgré l'arrêt de la photothérapie (figure adaptée de [8]).

dosages réguliers de bilirubinémie et
une évaluation clinique régulière.

Les résultats de cette étude montrent
tout d'abord que l'efficacité du traite-
ment est, comme dans le modèle animal,
dépendante de la dose administrée. La
dose la plus faible a eu un effet modeste
et transitoire sur la bilirubinémie, alors
que la dose la plus forte a entraîné une
baisse significative et durable de la bili-
rubinémie chez les trois patientes de ce
groupe. La bilirubinémie était proche des
valeurs normales chez deux patientes
dix à vingt semaines après le traitement.

Chez ces patientes, la photothérapie a
pu être stoppée (Figure 1). Il convient
également de mentionner que le traite-
ment a été très bien toléré par toutes les
patientes, avec des effets indésirables
très modérés. Enfin, la durée obtenue
de correction de la bilirubinémie est très
encourageante pour le développement
de cette stratégie thérapeutique. Des
essais précédents de thérapie génique
utilisant des AAV pour traiter le foie de
patients souffrant d'hémophilie avaient
montré des augmentations transitoires
des enzymes hépatiques, suivies d'une

perte de la correction génique [9]. Ces
atteintes du foie étaient attribuées à
une réponse immunitaire contre les cel-
lules transduites par le vecteur viral.
C'est pour cette raison qu'un traite-
ment immunosuppresseur préventif a
été institué chez les patientes partici-
pant à l'essai de thérapie génique de
la maladie de Crigler-Najjar. La réponse
immunitaire à l'injection du vecteur
viral n'a pas encore été complètement
caractérisée chez ces patientes, mais il
existe une réponse humorale, qui était
d'ailleurs attendue, contre la capside
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de l'AAV [8]. Les auteurs ont cherché à caractériser la réponse cellulaire contre les hépatocytes, mais sans succès, peut-être à cause du traitement immunosuppresseur. Néanmoins, les mécanismes de la réponse immunitaire devront être mieux caractérisés pour permettre d'adapter plus finement le traitement immunosuppresseur.

Ce premier essai démontre la faisabilité et l'efficacité de la thérapie génique pour traiter des maladies ciblant le foie. Il s'inscrit dans la lignée des résultats encourageants obtenus pour le traitement de l'hémophilie [9], et confirme que le foie est une cible pertinente pour les thérapies géniques utilisant des AAV recombinants à des doses modérées. En effet, des études cliniques récentes ont montré une toxicité des AAV recombinants pour des doses supérieures à 10¹³ particules virales par kg chez des patients présentant une maladie génétique musculaire. Pour atteindre les muscles, il est nécessaire d'utiliser des doses fortes d'AAV (pouvant aller jusqu'à 10¹⁵ particules virales par kg), mais au prix d'une toxicité sévère chez certains patients [10]. La possibilité d'obtenir une réponse thérapeutique avec des doses modérées de vecteur AAV est donc un élément de sécurité important pour le développement de ces thérapies géniques contre les maladies du foie.

La question principale qui demeure est celle de la durée de correction de la maladie avec des AAV recombinants. En effet, contrairement aux vecteurs intégratifs qui peuvent insérer le transgène thérapeutique dans le patrimoine génétique de la cellule transduite (comme

les rétrovirus et les lentivirus recombinants), les formes actives du génome viral de l'AAV recombinant se présentent dans le noyau de la cellule transduite sous la forme de concatamères formés par de nombreux génomes viraux fusionnés entre eux. Ces concatamères peuvent disparaître lors de la désintégration de la membrane nucléaire au cours de la division cellulaire. Une infécition du foie qui entraînerait la disparition d'un grand nombre d'hépatocytes et un processus de régénération du tissu hépatique pourrait également diminuer le niveau de correction génique. La courte durée de vie des rongeurs (de l'ordre de deux ans) ne permet pas de les utiliser comme modèles pour étudier l'efficacité de la thérapie génique à très long terme. Seul le suivi prolongé des patientes traitées permettra de répondre à cette question.

Ces dernières années ont vu le développement de thérapies géniques efficaces et sûres pour diverses maladies touchant différents organes. Le développement de ces approches coûteuses au bénéfice de tous les malades nécessite souvent l'implication de l'industrie pharmaceutique pour produire les vecteurs viraux recombinants en quantité suffisante. Cependant, la rareté de certaines maladies génétiques bénéficiant de ces thérapies innovantes, comme c'est le cas pour la maladie de Crigler-Najjar, dont l'incidence est de l'ordre d'un cas par million de naissances, fait reculer les industriels, qui ne voient pas de bénéfice financier à s'engager dans ces innovations. Souhaitons que les pouvoirs publics, prenant conscience

du problème, agissent pour que ces traitements efficaces contre certaines maladies génétiques rares puissent être demain disponibles pour la plupart des personnes qui en sont atteintes. ◁

**Crigler-Najjar disease: A new success for gene therapy of hereditary liver diseases**

## LIENS D'INTÉRÊT

L'auteur déclare n'avoir aucun lien d'intérêt concernant les données publiées dans cet article.

## RÉFÉRENCES

1. Nguyen N, Bonzo JA, Chen S, et al. Disruption of the Ugt1 locus in mice resembles human Crigler-Najjar type I disease. *J Biol Chem* 2008; 283: 7901-11.

2. Bellodi-Privato M, Aubert D, Pichard V, et al. Successful gene therapy of the Gunn rat by in vivo neonatal hepatic gene transfer using murine oncoretroviral vectors. *Hepatology* 2005; 42: 431-8.

3. Nguyen TH, Bellodi-Privato M, Aubert D, et al. Therapeutic lentivirus-mediated neonatal in vivo gene therapy in hyperbilirubinemic Gunn rats. *Mol Ther* 2005; 12: 852-9.

4. Toietta G, Mane VP, Norona WS, et al. Lifelong elimination of hyperbilirubinemia in the Gunn rat with a single injection of helper-dependent adenoviral vector. *Proc Natl Acad Sci USA*. 2005; 102: 3930-

5. Askari FK, Hitomi Y, Mao M, Wilson JM. Complete correction of hyperbilirubinemia in the Gunn rat model of Crigler-Najjar syndrome type I following transient *in vivo* adenovirus-mediated expression of human bilirubin UDP-glucuronosyltransferase. *Gene Ther* 1996; 3: 381-8.

6. Seppen J, Bakker C, de Jong B, et al. Adeno-associated virus vector serotypes mediate sustained correction of bilirubin UDP glucuronosyltransferase deficiency in rats. *Mol Ther* 2006; 13: 1085-92.

7. Bortolussi G, Zentilin L, Baj G, et al. Rescue of bilirubin-induced neonatal lethality in a mouse model of Crigler-Najjar syndrome type I by AAV9-mediated gene transfer. *FASEB J* 2012; 26: 1052-63.

8. D'Antiga L, Beuers U, Ronzitti G, et al. Gene therapy in patients with the Crigler-Najjar syndrome. *N Engl J Med* 2023; 389: 620-31.

9. Chowdary P, Shapiro S, Makris M, et al. Phase 1-2 trial of AAVS3 gene therapy in patients with hemophilia B. *N Engl J Med* 2022; 387: 237-47.

10. Shen W, Liu S, Ou L. rAAV immunogenicity, toxicity, and durability in 255 clinical trials: A meta-analysis. *Front Immunol* 2022; 27: 1001263.

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