La maladie de Krabbe (KD), également connue sous le nom de leucodystrophie à cellules globoïdes, est une maladie génétique rare qui affecte le cerveau et le système nerveux. Elle est causée par des mutations dans le gène GALC, entraînant la perte d’une enzyme lysosomale essentielle appelée β-galactosylcéramidase. En l’absence de cette enzyme, différents sphingolipides s’accumulent dans le cerveau, endommageant les cellules qui produisent la myéline — la couche protectrice entourant les nerfs — et provoquant une neurodégénérescence sévère, en particulier chez les nourrissons.

Jusqu’à présent, la plupart des recherches se sont concentrées sur une molécule toxique appelée psychosine, considérée comme la principale cause de ces dommages. Cependant, de nouvelles découvertes suggèrent qu’une autre substance, appelée lactosylcéramide (LacCer), qui s’accumule également lorsque l’enzyme GALC est absente, pourrait jouer un rôle important dans la maladie. Le LacCer est connu pour déclencher des inflammations cérébrales et est retrouvé en quantités élevées dans le cerveau des patients et des modèles animaux atteints de la maladie de Krabbe — même dans les cas où la psychosine n’est pas augmentée.

Ce projet vise à déterminer si le LacCer contribue aux dommages observés dans la KD, notamment en étudiant son impact sur les cellules responsables de la formation de la myéline (appelées oligodendrocytes). L’objectif ultime est de déterminer si le LacCer peut devenir une cible thérapeutique pour ralentir ou stopper la progression de la maladie. Comme les traitements actuels de la maladie de Krabbe — tels que les greffes de cellules souches — ne sont efficaces que lorsqu’ils sont administrés avant l’apparition des symptômes, cette recherche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles thérapies efficaces même après le début de la maladie. En révélant un mécanisme pathologique jusqu’ici négligé, ce projet propose une nouvelle orientation pour le traitement de la KD et apporte un espoir renouvelé aux patients et aux familles touchés par cette maladie dévastatrice.

Projet financé par ELA à hauteur de : 60 000 €

La maladie de Krabbe ou leucodystrophie à cellules globoïdes (LDG) est une leucodystrophie génétique due à des mutations du gène codant la galactocérébrosidase (GALC). Les deux parents en bonne santé d’un sujet atteint sont porteurs d’un exemplaire d’une mutation pathologique du gène de la GALC.

La maladie de Krabbe (KD) est une forme de leucodystrophie progressive et fatale liée à un problème de stockage des lysosomes affectant habituellement les nourrissons et qui conduit au décès avant l’âge de deux ou trois ans. La greffe de cellules souches hématopoïétiques peut prolonger la survie à long terme et améliorer la qualité de vie du patient, mais ça n’est pas un traitement curatif. À l’aide de notre nouveau modèle animal de KD, nous identifierons quelles cellules cérébrales doivent être corrigées avec cette thérapie.

Projet financé par ELA à hauteur de : 71 082 €

La leucodystrophie à cellules globoïdes (GLD) est un trouble héréditaire rare (avec une fréquence d’environ 1/100000 nouveau-nés), déclenché par un déficit de l’enzyme lysosomique galactosylceramidase (GALC) et caractérisé par l’accumulation de galactosylsphingosine (psychosine, PSY) dans le système nerveux. Le PSY est un sphingolipide cytotoxique, qui conduit à la dégénérescence généralisée des oligodendrocytes et des cellules de Schwann, provoquant une démyélinisation. On sait peu de choses sur les mécanismes moléculaires par lesquels la PSY transmet la toxicité et il n’existe actuellement aucun traitement pour la GLD. La forme précoce la plus répandue des maladies lysosomales (LSD) est dégénérative, rapidement progressive et mortelle. La greffe de moelle osseuse est actuellement la seule méthode appliquée cliniquement pour traiter la GLD, mais la thérapie génique a donné de bons résultats dans des modèles expérimentaux. Cependant, la littérature récente suggère fortement que la correction du déficit en GALC n’est pas suffisante pour corriger complètement le phénotype GLD. Ainsi, des thérapies complémentaires ciblant spécifiquement les cibles secondaires de la maladie pourraient être nécessaires pour améliorer le résultat thérapeutique final.

L’autophagie, bien que très étudiée pour de nombreuses LSD et maladies neurodégénératives (ND), a été peu étudiée dans la GLD. La dérégulation de l’autophagie n’a été démontrée que récemment, par nous et par d’autres, dans deux modèles de cellules GLD in vitro.

Ici, compte tenu de nos résultats précédents et des nombreuses publications sur les données montrant l’activation de l’autophagie comme stratégie thérapeutique prometteuse pour les maladies neurodégénératives et les maladies lysosomales, nous proposons le test préclinique de deux activateurs de l’autophagie dans le modèle murin naturel de GLD, la souris Twitcher (TWI). Plus précisément, nous visons à tester chez la souris TWI les effets du lithium, de la rapamycine et de leur combinaison, en étudiant un ensemble complet de paramètres comportementaux et biochimiques.

Cette étude sera certainement très utile pour comprendre en profondeur le rôle de l’autophagie dans la pathogenèse moléculaire de la GLD. En outre, en cas de résultats positifs, le traitement sera facilement applicable aux humains pour les tests cliniques, grâce au fait que les deux médicaments testés sont déjà disponibles en tant que préparations pharmaceutiques. Par conséquent, dans une vision d’avenir, Lithium et / ou Rapamycin pourraient être utilisés en combinaison avec une thérapie principale de correction de déficit GALC (comme thérapie génique et / ou thérapie de remplacement d’enzyme) pour aider à préserver complètement les phénotypes GLD.

Projet financé par ELA à hauteur de : 28 000 €

La leucodystrophie à cellules globoïdes (GLD) est une maladie neurodégénérative de stockage lysosomique (LSD) due à une déficience génétique de la bêta-galactosylcéramidase (GALC). La progression rapide des formes infantiles et la neurodégénérescence sévère posent des problèmes majeurs pour le développement de traitements efficaces. Actuellement, il n’y a pas d’option thérapeutique pour les patients atteints de GLD.

Les résultats prometteurs mais encore minces obtenus dans les modèles précliniques utilisant des approches novatrices (thérapies géniques/cellulaires) mettent en évidence la difficulté de fournir des niveaux thérapeutiques pertinents de l’enzyme GALC en toute sécurité et au moment opportun (avant l’apparition des symptômes), de façon globale (dans tous les tissus touchés) et sur le long terme (idéalement pour toute la vie). Cette difficulté repose en partie sur notre compréhension imparfaite des mécanismes de correction enzymatique dans les différents types de cellules qui en sont des cibles (c.-à-d. les cellules cérébrales) ou les effecteurs (les cellules issues des souches sanguines) dans le contexte des approches de thérapie génique/cellulaire. C’est une lacune que nous cherchons à combler avec cette étude.

L’objectif à long terme de cette étude est de concevoir des approches thérapeutiques basées sur une solide connaissance de ces mécanismes, réalisées à l’aide de modèles GLD pertinents. Nous supposons que l’utilisation d’une enzyme GALC conçue pour augmenter sa sécrétion et sa capacité à franchir la barrière hémato-encéphalique peut augmenter l’efficacité des approches de thérapie génique/cellulaire dans la GLD, comme elle le fait dans les modèles précliniques de maladies similaires. En tirant parti de notre expertise dans l’étude et le traitement de la GLD, et en nous appuyant sur la disponibilité de nouveaux réactifs et outils, nous concevrons des enzymes GALC chimériques qui seront testées pour leur sécrétion/biodisponibilité, leur sécurité et leur modalité d’action en comparaison directe avec l’enzyme non modifiée, dans les types de cellules pertinents (cellules souches/progénitrices hématopoïétiques et progéniteurs différenciés) et, finalement, chez les souris GLD.

La réussite de ce projet permettra d’accroître les connaissances mécanistiques sur la correction de la maladie dans la GLD, ouvrant la voie à de nouvelles stratégies de thérapie génique/cellulaire utilisant des enzymes modifiées qui seront appliquées comme traitements indépendants et/ou en combinaison pour parvenir à une correction globale de la maladie.

Projet financé par ELA à hauteur de : 95 000 €

La maladie de Krabbe (KD) est une maladie autosomique récessive et neurodégénérative causée par la carence de l’enzyme lysosomique galactocérébrosidase (GALC). C’est un trouble métabolique mortel, avec une fréquence d’environ 1/100000 chez les nouveau-nés. La forme infantile représente 85-90% des cas et les symptômes apparaissent entre l’âge de 3 mois et 6 mois. Les premiers symptômes sont la dysphagie, la nervosité, l’hypertonie ; des convulsions sont également souvent présentes. Avec l’évolution de la maladie, la cécité et la surdité apparaissent, l’évolution de la maladie peut conduire à un état végétatif et entrainer la mort au cours des 2 premières années.

Malheureusement, l’administration systémique (par injection intraveineuse) du GALC n’est pas efficace en raison de la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE) qui ne permet pas la translocation de protéines volumineuses comme le GALC dans le système nerveux central. Il n’existe aujourd’hui aucun traitement pour la maladie de Krabbe, et le traitement proposé est uniquement symptomatique.

Notre stratégie pour surmonter ce problème est d’exploiter les nanoparticules actives capables de transporter GALC à travers le BBB. Grâce à une précédente étude pilote soutenue par ELA, nous avons démontré qu’avec cette approche, il est possible d’obtenir un rétablissement de l’activité GALC dans le cerveau du modèle souris de KD, et dans les cellules des patients KD.

Dans le cadre de ce projet, nous effectuerons un essai préclinique complet dans le modèle KD murin. Un protocole d’enzymothérapie de substitution (ERT) sera optimisé à partir de nos nanoparticules pour fournir une GALC fonctionnelle via une administration systémique dans le cerveau de la souris. Nous allons tester si cette thérapie peut améliorer la physiopathologie en termes de : i. durée de vie, ii. prévention / ralentissement des altérations neuropathologiques, et iii. préservation des fonctions motrices.

Le matériel nécessaire à cette étude étant déjà autorisé pour une utilisation clinique, en cas de résultat positif du projet, cette recherche pourrait être appliquée à court et à moyen terme. Enfin, nous tenons à souligner que notre approche méthodologique, ici proposée pour corriger la carence en GALC, est potentiellement applicable à d’autres troubles de stockage lysosomiques ayant une implication cérébrale majeure, tels que la leucodystrophie métachromatique, en modifiant l’enzyme fonctionnelle transportée par les nanoparticules.

Projet financé par ELA à hauteur de : 48 000 €

La maladie d’Alexander (AxD) est une maladie rare autosomique dominante causée par des mutations ponctuelles du gène codant pour la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP), la principale protéine de filament intermédiaire dans les astrocytes. L’accumulation de cette protéine dans les fibres de Rosenthal conduit à des dysfonctionnements astrocytaires et à l’altération du développement et de l’homéostasie des tissus cérébraux touchés.

Dans le projet pilot proposé, les chercheurs visent à développer une approche d’édition génétique (modification des gènes) pour réguler spécifiquement l’expression de la protéine GFAP dont le gène est muté, dans les astrocytes affectés par la maladie d’Alexander. Ce projet permettra de recueillir des données solides de preuve de concept, pour améliorer la stratégie de thérapie génique dans le traitement des patients atteints de la maladie d’Alexander. De plus, l’équipe pense pouvoir mettre en place de nouvelles plateformes d’édition qui pourraient être utilisées prospectivement pour des études de modélisation de maladies et pour des traitements thérapeutiques d’autres leucodystrophies caractérisées par une dégénérescence astrocytaire ou une astrogliose dysfonctionnelle.

Projet financé par ELA à hauteur de : 60 000 €

La leucodystrophie des cellules globoïdes (GLD = maladie de Krabbe) est une maladie génétique héréditaire neurodégénérative, due à des défauts d’une enzyme qui dégrade normalement les sphingolipides, une classe de molécules biologiques présentes dans la gaine de myéline, qui sont nécessaires au fonctionnement des tissus nerveux. Le nom de cette enzyme est la bêta-galactosylcéramidase (GALC). L’altération de l’activité GALC dans la maladie de Krabbe entraîne une démyélinisation progressive et une dégénérescence du tissu nerveux. La plupart des individus atteints de formes infantiles meurent avant l’âge de deux ans. Actuellement, il n’y a pas de remède pour la maladie de Krabbe.

Plusieurs stratégies de thérapie de remplacement de gène ont été tentées dans des modèles précliniques avec un degré de succès variable, cependant, elles sont toujours confrontées au défi de fournir une reconstitution enzymatique globale et une correction complète de la pathologie dans les tissus affectés, en particulier le système nerveux central et périphérique (CNS et PNS). Des preuves antérieures suggèrent un transport efficace à travers la barrière hémato-encéphalique de plusieurs protéines thérapeutiques lorsqu’elles sont fusionnées avec des parties d’autres protéines, connues pour être capables d’atteindre le SNC et le SNP. Ainsi, la GALC sera dotée de ces portions supplémentaires, qui peuvent être suffisantes pour assurer son transport à travers la barrière hémato-encéphalique.

De plus, nous équiperons GALC de petites portions de protéines hautement sécrétées pour améliorer la sécrétion de GALC par les cellules. L’objectif à long terme de la recherche proposée est donc de développer une thérapie génique hépatique sûre et efficace pour la maladie de Krabbe. La thérapie génique in vivo pour le foie offre en effet les perspectives intéressantes d’un traitement ponctuel peu invasif potentiellement curatif pour la maladie de Krabbe, en fournissant des quantités élevées et persistantes d’une enzyme GALC fonctionnelle au SNC et au SNP par le biais de la circulation sanguine.

Nous proposons ici un projet visant à obtenir une preuve de principe précoce dans un modèle murin de la maladie. Le SNC et le SNP sont naturellement protégés par une barrière hémato-encéphalique qui assure le passage sélectif des substances nécessaires, tout en bloquant les molécules potentiellement dangereuses. Les vecteurs lentiviraux (LV) sont des vecteurs de délivrance de gènes attractifs pour la thérapie génique hépatique par leur capacité à insérer leur ADN dans l’ADN de la cellule hôte. Pour cette raison, les LV sont maintenues après la prolifération des cellules hépatiques au cours de la croissance et après le renouvellement du foie, y compris potentiellement chez les nouveau-nés, qui seraient la population cible dans la maladie de Krabbe. Nous avons développé des LV qui permettent une expression stable de protéines thérapeutiques dans le foie de souris et de chiens, après administration systémique. Plus récemment, nous avons généré des LV modifiés avec une résistance accrue à la capture par les cellules du système immunitaire, un processus appelé phagocytose. Grâce à cette fonctionnalité, ces LV sont plus efficaces pour atteindre les cellules cibles dans le foie.

Ici, nous proposons de générer LV exprimant le GALC optimisé décrit ci-dessus à partir du foie, de les administrer par voie intraveineuse à des souris nouveau-nées affectées par la maladie GLD et d’évaluer la survie et la correction des caractéristiques de la maladie GLD. Nous proposons également de concevoir des vecteurs LV pouvant échapper davantage à la phagocytose en exposant à leur surface des inhibiteurs supplémentaires de la phagocytose. En cas de succès, le travail proposé ici permettra la génération d’un nouveau LV avec une protection accrue contre la phagocytose et l’efficacité du transfert de gènes dans les cellules hépatiques, ce qui facilitera le développement et la fabrication, avec la qualité et à l’échelle requises, pour une utilisation chez l’homme, et atténuera les inquiétudes quant à une éventuelle toxicité aiguë dose-dépendante des particules LV. Ces LV, transportant les enzymes GALC modifiées, pourraient devenir une thérapie génique hépatique faisable, durable, sûre et efficace pour GLD et potentiellement pour d’autres leucodystrophies.

Projet financé par ELA à hauteur de : 96 000 €

Ce projet testera une nouvelle petite molécule conçue pour réduire l’activité de l’enzyme céramidase acide, enzyme qui synthétise la psychosine. La psychosine est un lipide qui s’accumule à des niveaux élevés dans le cerveau dans la maladie de Krabbe. Cette maladie est liée à un dysfonctionnement d’un autre enzyme appelé GALC, qui contrôle la dégradation de la psychosine. En l’absence d’activité enzymatique GALC, la psychosine continue d’être produite mais ne se dégrade pas. Le niveau élevé de psychosine dans la maladie de Krabbe a pour conséquence une dégradation des fonctions motrices et cognitives chez les jeunes enfants, les juvéniles et les patients adultes. Il n’y a pas de traitement pour la maladie de Krabbe. Dans ce projet, nous allons traiter des modèles animaux de la maladie de Krabbe, infantile et adulte, avec cette petite molécule seule puis en y associant une thérapie génique pour restaurer l’activité enzymatique GALC, déficiente dans la maladie de Krabbe. Nous posons l’hypothèse que la réduction de la synthèse de psychosine améliorera son métabolisme et réduira le fardeau de la maladie et les altérations neurologiques.

Projet financé par ELA à hauteur de : 100 000 €