jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
viruses des générations les plus récentes sont dépourvus de plusieurs régions du génome viral ou même de la totalité des gènes empêchant ainsi l’expression des protéines virales. Ils permettent une plus grande sécurité et une expression prolongée du transgène. Plus récemment, on a utilisé des virus associés aux adénovirus (AAV) et des lentivirus. Les AAV sont des parvovirus sans pouvoir pathogène chez l’Homme. Ils peuvent infecter les cellules au repos avec une bonne efficacité et de manière persistante après intégration au génome et ne sont pas immunogènes. Leurs principaux inconvénients sont la limitation de la taille du gène pouvant être inséré et la difficulté de leur production industrielle. Les lentivirus sont des rétrovirus apparentés au virus de l’immunodéficience humaine (VIH) qui peuvent infecter des cellules au repos avec une grande efficacité. Ils s’intègrent dans le génome permettant ainsi une expression de longue durée. Leur utilisation chez l’Homme soulève des problèmes de sécurité dont on peut raisonnablement espérer la solution. Les constructions non virales sont faites d’ADN nu ou d’ADN complexé. L’ADN nu se présente sous forme de plasmides optimisés comme les minicercles ou les plasmides pCOR. Les minicercles ne contiennent ni séquence de résistance aux antibiotiques pour éviter les dangers éventuels de leur dissémination dans l’environnement ni séquence d’origine de réplication dans les bactéries. Les plasmides pCOR (« conditional origin of replication ») ne peuvent se multiplier que dans une souche spécifique d’Escherichia coli qui elle-même ne pousse que dans un milieu spécial. Comme les minicercles, ils ne possèdent pas de gène marqueur de résistance aux antibiotiques. L’ADN complexé est uni à des molécules facilitant son transfert dans la cellule. Il peut s’agir de lipides cationiques solubles dans la membrane cellulaire et attirés par les charges négatives présentes à sa surface ou de polyéthylèneimine. La faible efficacité de transfert de l’ADN nu est améliorée par la technique d’électrotransfert qui augmente considérablement sa pénétration dans le muscle squelettique. Indications de la thérapie génique Quand la thérapie génique apparaît-elle logique et nécessaire ? Les essais effectués ces dix dernières années ont montré qu’une des causes essentielles des échecs de la thérapie génique
éventuels de leur dissémination dans l’environnement ni séquence d’origine de réplication dans les bactéries. Les plasmides pCOR (« conditional origin of replication ») ne peuvent se multiplier que dans une souche spécifique d’Escherichia coli qui elle-même ne pousse que dans un milieu spécial. Comme les minicercles, ils ne possèdent pas de gène marqueur de résistance aux antibiotiques. L’ADN complexé est uni à des molécules facilitant son transfert dans la cellule. Il peut s’agir de lipides cationiques solubles dans la membrane cellulaire et attirés par les charges négatives présentes à sa surface ou de polyéthylèneimine. La faible efficacité de transfert de l’ADN nu est améliorée par la technique d’électrotransfert qui augmente considérablement sa pénétration dans le muscle squelettique. Indications de la thérapie génique Quand la thérapie génique apparaît-elle logique et nécessaire ? Les essais effectués ces dix dernières années ont montré qu’une des causes essentielles des échecs de la thérapie génique était la faible efficacité du transfert, la brièveté de l’expression du transgène et la difficulté, dans les maladies polygéniques, de définir le meilleur gène cible. Les indications logiques de ce traitement sont donc essentiellement les situations où ces problèmes peuvent être résolus : maladies héréditaires monogéniques avec déficit fonctionnel dont le gène muté responsable est connu, besoin limité en protéine manquante de sorte que la guérison est obtenue même lorsque la synthèse codée par le transgène est peu importante, cas où la population cellulaire transduite va acquérir un avantage sélectif par rapport aux autres cellules lui permettant de se multiplier. Il faut, de plus, que les insuffisances des traitements disponibles justifient la recherche de nouvelles approches. L’exemple typique d’une réussite est le traitement du déficit immunitaire combiné sévère (DICS) de l’enfant par l’équipe du Pr. A. Fischer (Cavazzana-Calvo et al, 2000). Il s’agit d’une maladie liée à l’X, due à une mutation du gène de la sous-unité γC du récepteur de plusieurs cytokines, IL-2, 4, 7, 9 et 15. La voie de la thérapie génique paraissait justifiée, le traitement par allogreffe avec un donneur de la famille porteur d’antigènes HLA identiques n’étant pas toujours possible. Dans cet exemple, beaucoup de
le gène muté responsable est connu, besoin limité en protéine manquante de sorte que la guérison est obtenue même lorsque la synthèse codée par le transgène est peu importante, cas où la population cellulaire transduite va acquérir un avantage sélectif par rapport aux autres cellules lui permettant de se multiplier. Il faut, de plus, que les insuffisances des traitements disponibles justifient la recherche de nouvelles approches. L’exemple typique d’une réussite est le traitement du déficit immunitaire combiné sévère (DICS) de l’enfant par l’équipe du Pr. A. Fischer (Cavazzana-Calvo et al, 2000). Il s’agit d’une maladie liée à l’X, due à une mutation du gène de la sous-unité γC du récepteur de plusieurs cytokines, IL-2, 4, 7, 9 et 15. La voie de la thérapie génique paraissait justifiée, le traitement par allogreffe avec un donneur de la famille porteur d’antigènes HLA identiques n’étant pas toujours possible. Dans cet exemple, beaucoup de conditions théoriques de succès étaient réunies. L’expérience clinique montrait que les filles conductrices ne souffrent pas de déficit immunitaire, donc qu’un pourcentage réduit de précurseurs génétiquement normaux suffisait. De plus, l’expression de la protéine γC dans les précurseurs des lymphocytes T et NK leur procure un avantage de croissance de sorte que la faible fraction de cellules initialement transduites se multiplie suffisamment pour corriger le déficit en lymphocytes T fonctionnels avec l’avantage supplémentaire d’une durée de vie longue pour ces cellules. Tout ceci explique qu’un bénéfice clinique ait été obtenu avec la guérison des infections et le retour à une vie normale des enfants traités. Enfin, le gène γC est exprimé de manière constitutive. On n’a donc pas à craindre, comme dans d’autres déficits immunitaires, que l’expression anormale de la protéine dans les lymphocytes non activés consécutive à la transduction, conduise à l’apparition d’un lymphome malin. En contraste avec ce succès, de nombreux échecs sont survenus dans le traitement d’autres maladies héréditaires monogéniques. Dans la mucoviscidose, la faible longévité des cellules épithéliales bronchiques transduites avec le gène de la protéine CFTR (« Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator ») et l’absence de récepteurs des adénovirus sur ces cellules, a rendu l’expression
sorte que la faible fraction de cellules initialement transduites se multiplie suffisamment pour corriger le déficit en lymphocytes T fonctionnels avec l’avantage supplémentaire d’une durée de vie longue pour ces cellules. Tout ceci explique qu’un bénéfice clinique ait été obtenu avec la guérison des infections et le retour à une vie normale des enfants traités. Enfin, le gène γC est exprimé de manière constitutive. On n’a donc pas à craindre, comme dans d’autres déficits immunitaires, que l’expression anormale de la protéine dans les lymphocytes non activés consécutive à la transduction, conduise à l’apparition d’un lymphome malin. En contraste avec ce succès, de nombreux échecs sont survenus dans le traitement d’autres maladies héréditaires monogéniques. Dans la mucoviscidose, la faible longévité des cellules épithéliales bronchiques transduites avec le gène de la protéine CFTR (« Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator ») et l’absence de récepteurs des adénovirus sur ces cellules, a rendu l’expression du transgène trop faible pour obtenir la guérison. Dans d’autres déficits immunitaires que le DICS, il n’y a pas ou peu d’avantage sélectif de prolifération des cellules transduites. C’est le cas des granulomatoses septiques chroniques, des déficits d’adhésion leucocytaire, du syndrome d’hyper IgM et du défaut d’expression des molécules d’histocompatibilité HLA de classe II. Enfin, avant de parler de succès, il faut avoir le recul nécessaire parce que l’expression de l’ADN codant le gène d’intérêt peut s’éteindre par méthylation du transgène. Cette extinction n’est pas prévisible et soulève le problème du renouvellement du traitement. À l’inverse des maladies précédentes correspondant à des déficits de fonction, les maladies génétiques avec gain de fonction soulèvent plus de difficultés parce qu’il convient dans ce cas d’inhiber l’expression d’un gène muté et non d’apporter un gène normal. La thérapie génique représente une alternative avantageuse à l’administration répétée de protéines spécifiques, hormones, facteurs de croissance ou de coagulation, chaque fois que le produit synthétisé sous le contrôle du gène introduit est actif à faibles concentrations. L’avantage essentiel est, dans ce cas, une meilleure pharmacocinétique parce que la protéine est sécrétée de façon stable et prolongée après administration unique d’ADN. La suppression des pics de concentration
HLA de classe II. Enfin, avant de parler de succès, il faut avoir le recul nécessaire parce que l’expression de l’ADN codant le gène d’intérêt peut s’éteindre par méthylation du transgène. Cette extinction n’est pas prévisible et soulève le problème du renouvellement du traitement. À l’inverse des maladies précédentes correspondant à des déficits de fonction, les maladies génétiques avec gain de fonction soulèvent plus de difficultés parce qu’il convient dans ce cas d’inhiber l’expression d’un gène muté et non d’apporter un gène normal. La thérapie génique représente une alternative avantageuse à l’administration répétée de protéines spécifiques, hormones, facteurs de croissance ou de coagulation, chaque fois que le produit synthétisé sous le contrôle du gène introduit est actif à faibles concentrations. L’avantage essentiel est, dans ce cas, une meilleure pharmacocinétique parce que la protéine est sécrétée de façon stable et prolongée après administration unique d’ADN. La suppression des pics de concentration liés à l’injection répétée de la protéine diminue le risque de désensibilisation des récepteurs. De plus, le coût d’un oligonucléotide de synthèse est bien inférieur à celui d’une protéine recombinante ou extraite, puis purifiée. Il faut, dans ce dernier cas, compter avec le risque de contamination virale que les techniques d’inactivation utilisées n’ont pas complètement supprimé. Les inconvénients sont l’absence de contrôle physiologique de la sécrétion de la protéine pouvant conduire à des concentrations sanguînes excessives et la nécessité de prévoir l’administration répétée du transgène, même si les intervalles à envisager sont toujours plus longs que pour la protéine. Ce dernier impératif rend préférable l’utilisation de vecteurs non viraux. Un exemple de maladie répondant à ces conditions est l’hémophilie de type A par mutation du gène du facteur VIII ou de type B par mutation du gène du facteur IX rendant insuffisantes leurs concentrations dans le plasma. Trois raisons théoriques peuvent être invoquées pour le succès de la thérapie génique dans ce cas : de faibles accroissements de la concentration plasmattique du facteur en cause sont suffisants pour prévenir les hémorragies ; une régulation précise de l’expression du transgène n’est pas nécessaire parce que l’élévation des taux physiologiques ne semble
d’inactivation utilisées n’ont pas complètement supprimé. Les inconvénients sont l’absence de contrôle physiologique de la sécrétion de la protéine pouvant conduire à des concentrations sanguînes excessives et la nécessité de prévoir l’administration répétée du transgène, même si les intervalles à envisager sont toujours plus longs que pour la protéine. Ce dernier impératif rend préférable l’utilisation de vecteurs non viraux. Un exemple de maladie répondant à ces conditions est l’hémophilie de type A par mutation du gène du facteur VIII ou de type B par mutation du gène du facteur IX rendant insuffisantes leurs concentrations dans le plasma. Trois raisons théoriques peuvent être invoquées pour le succès de la thérapie génique dans ce cas : de faibles accroissements de la concentration plasmattique du facteur en cause sont suffisants pour prévenir les hémorragies ; une régulation précise de l’expression du transgène n’est pas nécessaire parce que l’élévation des taux physiologiques ne semble pas conduire à des effets nocifs ; la libération dans le plasma de ces deux facteurs ne nécessite pas l’expression de leurs gènes dans un organe déterminé, ce qui permet l’administration intramusculaire ou intrapéritonéale du transgène. Une publication récente (Roth et al, 2001) a confirmé la validité de cette approche par les résultats obtenus chez six malades après injection dans le péritoine de fibroblastes autologues transduits in vitro avec le gène du facteur VIII. Le succès reste cependant relatif, la concentration de facteur VIII circulant atteinte ne dépassant pas 1 % de sa valeur normale. D’autres maladies sont ou ont été traitées au cours d’essais cliniques ou expérimentaux lorsqu’elles ont été considérées comme de bonnes candidates. C’est le cas du nanisme hypophysaire par défaut de sécrétion de l’hormone de croissance. Le gène de l’érythropoïétine a été également utilisé pour apporter le supplément nécessaire d’hormone au traitement de l’anémie de l’insuffisance rénale chronique et de la thalassémie. Les techniques de vaccination habituellement utilisées pour la prévention des maladies infectieuses consistent à injecter pendant une période relativement courte une quantité minime d’antigène en un site corporel limité. Il était donc logique de penser que l’administration par voie intradermique ou intramusculaire d’ADN codant
par les résultats obtenus chez six malades après injection dans le péritoine de fibroblastes autologues transduits in vitro avec le gène du facteur VIII. Le succès reste cependant relatif, la concentration de facteur VIII circulant atteinte ne dépassant pas 1 % de sa valeur normale. D’autres maladies sont ou ont été traitées au cours d’essais cliniques ou expérimentaux lorsqu’elles ont été considérées comme de bonnes candidates. C’est le cas du nanisme hypophysaire par défaut de sécrétion de l’hormone de croissance. Le gène de l’érythropoïétine a été également utilisé pour apporter le supplément nécessaire d’hormone au traitement de l’anémie de l’insuffisance rénale chronique et de la thalassémie. Les techniques de vaccination habituellement utilisées pour la prévention des maladies infectieuses consistent à injecter pendant une période relativement courte une quantité minime d’antigène en un site corporel limité. Il était donc logique de penser que l’administration par voie intradermique ou intramusculaire d’ADN codant pour l’antigène vaccinal répondrait à ces conditions. Effectivement, un résultat positif a été obtenu chez les animaux d’expérience avec réponse humorale (apparition d’anticorps) et cellulaire (lymphocytes cytotoxiques). L’intérêt de cette méthode porterait aussi sur son coût et sa plus grande facilité, la synthèse d’oligonucléotides étant peu onéreuse et l’ADN une molécule thermostable voyageant aisément dans les pays tropicaux. Une liste non exhaustive des cancers traités inclut le mélanome, le glioblastome, les cancers du poumon, du côlon, de l’ovaire, de la thyroïde, du foie, de la tête et du cou... On est frappé d’emblée par la multitude des méthodologies et des gènes transduits montrant qu’aucun succès réel aboutissant à la guérison du patient avec un recul suffisant n’a été jusqu’à présent obtenu. Citons quelques exemples : la thérapie par utilisation d’un gène suicide utilise le gène de la thymidine kinase du virus de l’herpès simplex de type 1 (HSV1-TK). Cette enzyme phosphoryle le ganciclovir le rendant fortement toxique pour les cellules en division. Dans ce système, des fibroblastes sont transduits et injectés dans la tumeur, le patient recevant du ganciclovir. Il se produit un effet de voisinage assurant la destruction des cellules tumorales non transduites proches du site de l’injection. L’efficacité
molécule thermostable voyageant aisément dans les pays tropicaux. Une liste non exhaustive des cancers traités inclut le mélanome, le glioblastome, les cancers du poumon, du côlon, de l’ovaire, de la thyroïde, du foie, de la tête et du cou... On est frappé d’emblée par la multitude des méthodologies et des gènes transduits montrant qu’aucun succès réel aboutissant à la guérison du patient avec un recul suffisant n’a été jusqu’à présent obtenu. Citons quelques exemples : la thérapie par utilisation d’un gène suicide utilise le gène de la thymidine kinase du virus de l’herpès simplex de type 1 (HSV1-TK). Cette enzyme phosphoryle le ganciclovir le rendant fortement toxique pour les cellules en division. Dans ce système, des fibroblastes sont transduits et injectés dans la tumeur, le patient recevant du ganciclovir. Il se produit un effet de voisinage assurant la destruction des cellules tumorales non transduites proches du site de l’injection. L’efficacité de ce traitement paraît limitée à cause du faible rendement du transfert. La simple administration du vecteur viral suffit à déclencher un processus immunitaire avec accumulation locale de lymphocytes cytotoxiques entraînant un processus de cytolyse tumorale. C’est ce qui a été constaté dans le cancer du poumon où l’injection dans la tumeur d’un adénovirus porteur d’un gène rapporteur a suffi pour obtenir la régression de cette tumeur. Les gènes des cytokines augmentant la capacité du système immunitaire à reconnaître et détruire les cellules tumorales comme l’interféron-y (IFN-y) ou l’interleukine-2 (IL-2) ont été également utilisés. Le gène de l’angiostatine a été choisi pour inhiber la néovascularisation associée au développement de la tumeur et à la migration de métastases. Un effet cytostatique a été recherché avec le gène de la protéine p53 inhibitrice de la prolifération cellulaire. Parfois, la thérapie génique a été utilisée comme adjuvant de la chimiothérapie. Ainsi, le transfert du gène du transporteur des iodures peut faciliter la pénétration de l’iodure de sodium radioactif dans une tumeur de la thyroïde. Les maladies cardio-vasculaires représentent un deuxième groupe de maladies majeures en santé publique qui ont suscité des essais de thérapie génique. On a cherché à favoriser la revascularisation dans
la tumeur d’un adénovirus porteur d’un gène rapporteur a suffi pour obtenir la régression de cette tumeur. Les gènes des cytokines augmentant la capacité du système immunitaire à reconnaître et détruire les cellules tumorales comme l’interféron-y (IFN-y) ou l’interleukine-2 (IL-2) ont été également utilisés. Le gène de l’angiostatine a été choisi pour inhiber la néovascularisation associée au développement de la tumeur et à la migration de métastases. Un effet cytostatique a été recherché avec le gène de la protéine p53 inhibitrice de la prolifération cellulaire. Parfois, la thérapie génique a été utilisée comme adjuvant de la chimiothérapie. Ainsi, le transfert du gène du transporteur des iodures peut faciliter la pénétration de l’iodure de sodium radioactif dans une tumeur de la thyroïde. Les maladies cardio-vasculaires représentent un deuxième groupe de maladies majeures en santé publique qui ont suscité des essais de thérapie génique. On a cherché à favoriser la revascularisation dans les maladies ischémiques comme l’artérite des membres inférieurs ou l’infarctus du myocarde par transfert de gènes de facteurs de croissance tels le « fibroblast growth factor-1 » (FGF-1) ou le « vascular endothelial growth factor » (VEGF). La construction porteuse du transgène est administrée dans le muscle squelettique, dans le myocarde ou dans la circulation coronarienne. Ces techniques sont justifiées lorsque les autres solutions thérapeutiques sont impossibles ou inefficaces. Le transfert de gène dans les coronaires a été aussi appliqué à la prévention de la resténose post-angioplastie. Des gènes cytostatiques (protéine gasc, protéine p21), cytotoxiques (thymidine kinase avec administration de ganciclovir) ou des gènes à effet paracrine (NO synthase favorisant la production de monoxyde d’azote, peptide natriurétique de type C) ont été utilisés. Le caractère transitoire de la thérapie génique convient parfaitement au traitement préventif de la resténose, la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires étant maximum dans les deux semaines suivant l’angioplastie. Enfin, on a essayé de prévenir les accidents cardio-vasculaires de survenue précoce chez les malades atteints de dyslipidémies en manipulant le gène du récepteur des LDL (« low-density lipoproteins ») ou de l’apoA-1 en vue de réduire la fraction athérogène des lipoprotéines ou d’augmenter leur fraction protectrice.
myocarde ou dans la circulation coronarienne. Ces techniques sont justifiées lorsque les autres solutions thérapeutiques sont impossibles ou inefficaces. Le transfert de gène dans les coronaires a été aussi appliqué à la prévention de la resténose post-angioplastie. Des gènes cytostatiques (protéine gasc, protéine p21), cytotoxiques (thymidine kinase avec administration de ganciclovir) ou des gènes à effet paracrine (NO synthase favorisant la production de monoxyde d’azote, peptide natriurétique de type C) ont été utilisés. Le caractère transitoire de la thérapie génique convient parfaitement au traitement préventif de la resténose, la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires étant maximum dans les deux semaines suivant l’angioplastie. Enfin, on a essayé de prévenir les accidents cardio-vasculaires de survenue précoce chez les malades atteints de dyslipidémies en manipulant le gène du récepteur des LDL (« low-density lipoproteins ») ou de l’apoA-1 en vue de réduire la fraction athérogène des lipoprotéines ou d’augmenter leur fraction protectrice. La question de la thérapie génique chez l’embryon s’est également posée. L’Académie de médecine avait conclu en 1995 que la sélection des embryons non porteurs de la mutation suivant une fécondation in vitro qui implique toujours plusieurs ovocytes, était préférable à toute introduction de gène chez l’embryon. Il semble sage de s’en tenir toujours à cette recommandation tout en sachant que certaines éventualités théoriques posent problèmes (homozygote pour affection dominante, couple d’homozygotes sur mutation récessive, cas où aucun embryon implantable n’est obtenu). Les étapes de la thérapie génique : du concept à l’essai clinique Le concept La décision de recourir à la thérapie génique suppose avant tout que la sévérité de la maladie réclame un traitement et que les traitements connus soient inefficaces. Comme dans tout autre traitement, l’évaluation du risque encouru par rapport au bénéfice escompté doit être effectuée. Un exemple où cet impératif a été méconnu est le cas du patient américain atteint d’un déficit atténué en ornithine transcarbamylase décédé à la suite de l’injection d’un nombre trop élevé d’adénovirus dans la circulation hépatique alors que cette maladie est habituellement compatible avec une vie normale, le seul danger potentiel étant la survenue d’une hyperammoniémie aiguë en cas de