Category : Leucodystrophie

Les leucodystrophies sont une source majeure de handicap à tout âge, mais les enfants sont les plus touchés. Nous étudions les leucodystrophies depuis 1987. Initialement, nos recherches se sont concentrées sur la description de nouvelles leucodystrophies et la recherche des défauts génétiques sous-jacents. Une grande partie de nos efforts de recherche ultérieurs ont porté sur la nouvelle leucoencéphalopathie avec perte de substance blanche (VWM), également appelée ataxie infantile avec hypomyélinisation diffuse du système nerveux central (CACH). La maladie survient à tous les âges, mais débute principalement chez les jeunes enfants (2-6 ans). Les enfants atteints de VWM souffrent d’un handicap neurologique progressif qui prohibent la fièvre et les traumatismes crâniens, car ces événements déclenchent une aggravation rapide de la maladie.

Il y a plusieurs années, nous avons découvert que le défaut génétique du VWM réside dans un complexe enzymatique crucial pour la synthèse des protéines. Depuis, nous avons étudié le fonctionnement de la maladie (mécanismes de la maladie), surtout pour trouver des pistes de traitement potentiel. Nous avons constaté que les cellules de la substance blanche du cerveau ne se développent pas en cellules matures capables d’exécuter correctement leur fonction normale de myélinisation et de réparation de la substance blanche. Le problème de la maturation en cellules fonctionnelles peut bien expliquer les graves lésions de la substance blanche que nous observons chez les patients. Nos études récentes ont démontré qu’une voie de stress de base est anormalement activée dans les cellules de la substance blanche VWM. Nous avons des preuves que l’activation anormale de cette voie de stress provoque la maladie. Dans l’étude proposée, nous ciblerons et inhiberons un composant important et toxique de cette voie de stress avec des oligonucléotides antisens et testerons les effets dans un modèle de maladie représentatif. Le travail proposé a le potentiel d’ouvrir relativement rapidement de nouvelles options de traitement.

Notre vision du traitement de la VWM est qu’un traitement efficace de cette maladie complexe ne sera probablement pas atteint avec une seule modalité thérapeutique. Nous pensons que le traitement doit cibler la maladie à plusieurs niveaux, y compris la réduction des voies de stress, la réduction de la toxicité de la substance blanche malade, la fourniture de cellules de substance blanche saines et éventuellement la thérapie génique.

Projet financé par ELA à hauteur de : 50 000 €

L’adrénoleucodystrophie liée à l’X (ALD) est la leucodystrophie la plus fréquente. Tous les patients ALD ont une mutation du gène ABCD1 qui conduit à une accumulation d’acides gras saturés à très longue chaîne (AGTLC) dans les tissus, y compris les glandes surrénales, la moelle épinière et le cerveau. L’ALD se caractérise par un spectre clinique saisissant et imprévisible, même au sein des familles. Dans l’enfance, environ 50 % des garçons atteints développent une maladie surrénalienne avant l’âge de 10 ans et 30 à 35 % des garçons atteints développent une maladie cérébrale inflammatoire mortelle (ALD cérébrale). Si l’ALD est diagnostiquée à un stade précoce, l’ALD cérébrale peut être stoppée ou inversée par une greffe de moelle osseuse. À l’âge adulte, pratiquement tous les hommes et plus de 80% des femmes développent une maladie de la moelle épinière à évolution lente et chronique (myéloneuropathie) pour laquelle aucun traitement modificateur de la maladie n’est disponible. Malheureusement, les garçons transplantés peuvent encore développer une maladie de la moelle épinière à l’âge adulte, car la greffe n’est efficace que pour arrêter la composante inflammatoire de la maladie sans traiter le défaut biochimique sous-jacent. Cette lacune thérapeutique met en évidence la nécessité de développer des traitements efficaces visant à normaliser les taux d’AGTLC dans le cerveau et la moelle épinière.

En utilisant des cellules cutanées de patients ALD, nous avons démontré que les AGTLC saturés induisent un stress cellulaire, avec une exposition prolongée entraînant la mort cellulaire. De manière remarquable, cela n’est pas observé avec les AGTLC mono-insaturés (acides gras avec une double liaison dans la chaîne d’acides gras). L’enzyme stéaroyl-CoA désaturase-1 (SCD1) convertit les acides gras saturés en acides gras mono-insaturés. Dans un précédent projet soutenu par ELA, nous avons identifié et caractérisé le médicament TO901317 (un agoniste de LXR) comme une petite molécule qui active l’activité de SCD1. Le traitement des cellules ALD avec TO901317 corrige complètement les niveaux d’AGTLC et le traitement de la souris ALD avec TO901317 ajouté dans la nourriture a entraîné une réduction des niveaux d’AGTLC dans les surrénales, la moelle épinière et le cerveau.

Malheureusement, le TO901317 (et d’autres agonistes de LXR) en tant que traitement potentiel de l’ALD présentent des limitations notables en raison d’effets hors cible qui entraînent des effets secondaires graves. Ceci est largement dû au fait que les agonistes de LXR ne sont pas spécifiques de SCD1. Nous émettons donc l’hypothèse que l’augmentation spécifique de l’activité de SCD1 contournera l’effet néfaste de l’activation de LXR et offrira une stratégie thérapeutique pour contrer la lipotoxicité induite par les AGTLC dans l’ALD.

Des stratégies pour augmenter spécifiquement SCD1, que ce soit pharmacologiquement ou génétiquement, n’ont pas été rapportées à ce jour. Par conséquent, l’objectif global de la proposition est d’identifier les régulateurs génétiques et pharmacologiques de l’abondance et/ou de l’activité de SCD1. Plus précisément, dans ce projet, nous visons à :

1. Générer des lignées cellulaires dans lesquelles l’enzyme SCD1 est étiquetée avec une protéine fluorescente pour permettre la surveillance de SCD1 dans les cellules vivantes à la résolution d’une cellule unique.
2. Cartographier les enzymes qui contrôlent l’abondance de SCD1 à l’aide d’un criblage génétique CRISPR/Cas9 à l’échelle du génome.
3. Identifier les petites molécules qui augmentent l’abondance et l’activité de SCD1.

Aborder ces objectifs augmentera notre compréhension de base du métabolisme des AGTLC dans l’ALD. De plus, les résultats de ces expériences ont le potentiel d’informer sur de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les patients ALD.

Projet financé par ELA à hauteur de : 97 045 €

La maladie d’Alexander (AxD) est une maladie autosomique dominante rare causée par des mutations ponctuelles dans le gène codant pour la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP), la principale protéine des filaments intermédiaires dans les astrocytes. L’accumulation de la protéine GFAP dans les fibres de Rosenthal entraîne des dysfonctionnements astrocytaires et une altération du développement et de l’homéostasie des tissus cérébraux affectés. Aucun traitement n’est actuellement disponible pour les patients AxD.

Dans le projet pilote proposé, nous visons à développer des approches d’édition de gènes pour réguler négativement l’expression de la protéine GFAP mutée ou corriger les mutations du gène Gfap dans un modèle AxD animal. Ce projet collectera des données de preuve de concept solides pour les progrès futurs d’une stratégie de thérapie génique nouvelle et définitive pour le traitement des patients AxD. En outre, nous prévoyons de présenter de nouvelles plateformes d’édition qui pourraient être appliquées de manière prospective pour les études de modélisation de maladies et les traitements d’autres leucodystrophies caractérisées par une dégénérescence des astrocytes ou une astrogliose dysfonctionnelle/mal adaptée.

Projet financé par ELA à hauteur de : 100 000 €

La leucoencéphalopathie mégalencéphalique avec kystes sous-corticaux (MLC) est une maladie rare principalement liée aux mutations du gène MLC1. Les patients souffrent de macrocéphalie et de déficiences motrices et cognitives associées à une dégénérescence progressive de la myéline. Nous avons récemment montré que la MLC provient de défauts précoces dans l’unité gliovasculaire, une interface spécialisée dans le cerveau entre les vaisseaux sanguins et les cellules gliales astrocytaires, y compris un défaut dans la contractilité des vaisseaux qui affecte le flux sanguin dans le cerveau. Nous pensons que ces modifications sont à l’origine de MLC. Notre projet est de développer une approche pour restaurer les fonctions de l’unité gliovasculaire altérée dans un modèle souris de MLC et de tester si cette stratégie peut inverser la leucodystrophie, ce qui ouvrirait la voie à une intervention thérapeutique chez les patients.

Projet financé par ELA à hauteur de : 94 000 €

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 €

Compte tenu des circonstances sanitaires exceptionnelles, ELA a décidé de ne pas organiser le colloque familles/chercheurs. Cependant certains chercheurs ont souhaité transmettre un résumé de leur présentation dans ce supplément de la revue ELA Info 110.