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Vers des thérapies basées sur des mécanismes pour les troubles du spectre de Zellweger

Carole Linster – Université du Luxembourg, Luxembourg – ELA 2023‐021I3

Description of the project

Les troubles du spectre de Zellweger (ZSD) affectent environ 1/10 000 à 1/50 000 naissances vivantes, les enfants atteints ne vivant généralement pas longtemps jusqu’à l’âge adulte. Cependant, le spectre de la gravité de la maladie est large et l’espérance de vie va de bébés âgés de quelques jours à des patients qui vivent jusqu’à la trentaine. Les options thérapeutiques pour ces patients sont rares et la maladie est mal comprise. Cela montre clairement qu’un projet de recherche visant à la fois à progresser dans notre compréhension de la maladie et à développer concomitamment des approches thérapeutiques améliorées est opportun et pertinent. Nous atteindrons ces objectifs en modelant les formes graves et légères des troubles du spectre de Zellweger chez l’organisme modèle Danio rerio (poisson zèbre) et en recherchant des médicaments susceptibles d’aider les patients atteints d’une maladie plus bénigne du spectre à obtenir un traitement ciblant l’origine de la maladie et non de se limiter au traitement des symptômes. Pour cela, nous travaillerons sur des médicaments que nous avons précédemment identifiés dans le cadre d’un vaste effort de criblage visant à trouver des composés qui améliorent la fonction des structures métabolisant les lipides, les peroxysomes, qui sont les compartiments cellulaires qui ne fonctionnent pas correctement dans les troubles du spectre de Zellweger. Pour valider davantage ces médicaments en tant qu’agents thérapeutiques potentiels pour les patients atteints des troubles du spectre de Zellweger, nous mesurerons leurs effets sur les niveaux de lipides normalement dégradés par les peroxysomes sains et sur la localisation des protéines que l’on trouve normalement dans les peroxysomes sains. Ces expériences seront réalisées sur des cellules cutanées dérivées de patients présentant un trouble du spectre de Zellweger. De plus, nous appliquerons des méthodologies sophistiquées pour mieux comprendre comment les composés étudiés agissent au niveau moléculaire pour exercer leurs effets bénéfiques sur les cellules des patients. Ceci est important pour développer des médicaments potentiellement encore plus efficaces à l’avenir.

Concernant nos travaux prévus sur le poisson zèbre, nous utiliserons un modèle que nous avons déjà généré à l’aide de « ciseaux génétiques » (système CRISPR/Cas9), pour supprimer un gène crucial pour la fonction des peroxysomes dans de nombreux organismes vivants et qui est souvent muté chez les patients présentant un trouble du spectre de Zellweger (PEX1). Nous avons constaté que le poisson zèbre dépourvu de PEX1 imitait les symptômes de la maladie humaine, avec notamment une accumulation anormale de lipides dans divers organes. Nous allons étendre ce travail en générant un autre modèle de poisson zèbre imitant une forme plus légère du spectre de Zellweger. Les deux modèles seront utilisés dans le projet pour progresser dans la compréhension de la façon dont la maladie se développe depuis les premiers stades de la vie et pour tester l’effet des médicaments thérapeutiques candidats décrits ci‐dessus dans la complexité d’un organisme vertébré vivant. De telles études « précliniques » fournissent des informations cruciales pour décider si les médicaments candidats peuvent être soumis à des essais cliniques sur des patients.

Projet financé par ELA à hauteur de : 100 000 €

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Étude clinique

La maladie de Refsum infantile : une maladie du spectre de Zellweger relativement modéré

Descriptif du projet

Les maladies du spectre de Zellweger (MSZ) résultent d’anomalies touchant les fonctions de structures cellulaires nommées peroxysomes. On les appelle aussi troubles de la biogénèse du peroxysome ou troubles peroxysomaux généralisés.

Au sein de la cellule, le peroxysome remplit plusieurs fonctions importantes nécessaires au bon fonctionnement de divers organes, comme le système nerveux, le foie et les glandes surrénales.

La gravité des maladies du spectre de Zellweger peut varier de relativement modérée à sévère, suivant un continuum d’au moins trois pathologies : le syndrome de Zellweger, forme la plus sévère, l’adrénoleucodystrophie néonatale et la maladie de Refsum infantile, forme la moins sévère. Ces différentes pathologies ont été baptisées à l’origine avant que leurs bases biochimiques et moléculaires n’aient été déterminées.

Le diagnostic des maladies du spectre de Zellweger peut être posé par des examens biochimiques sanguins et/ou urinaires et confirmé par culture de fibroblastes cutanés. Les tests biochimiques spécifiques sont les suivants : dans le sang : les acides gras à chaîne très longue, l’acide phytanique et l’acide pristanique, les acides biliaires, l’acide pipécolique plasmatique, et plasmalogènes de globules rouges ; dans les urines : l’acide pipécolique, les acides biliaires, l’oxalate.

Des mutations de douze gènes PEX différents, codant des peroxines, protéines impliquées dans le transport des enzymes du peroxysome, ont été identifiées dans les maladies du spectre de Zellweger. PEX1 est la cause la plus fréquente des maladies du spectre de Zellweger, présente chez environ 70 % des sujets.

L’évolution clinique de la maladie de Refsum infantile est variable.

Elle peut inclure un retard du développement intellectuel et moteur, une perte d’audition, une atteinte de la vision, un dysfonctionnement hépatique et des anomalies crânio-faciales modérées. La maladie peut attirer l’attention initialement parce que l’enfant échoue à un test auditif et/ou présente des problèmes de vision. Le dysfonctionnement hépatique peut être observé en premier chez un enfant présentant des épisodes hémorragiques provoqués par une anomalie de la coagulation en relation avec la vitamine K. Ces enfants peuvent aussi être atteints d’insuffisance surrénale. L’évolution clinique globale peut être stable, mais la maladie est souvent lentement progressive, avec une détérioration de l’audition, de la vue et de la capacité de marche. Certains sujets peuvent développer une leucodystrophie avec pour conséquence la perte de compétences acquises. D’autres sujets peuvent présenter à l’âge adulte des déficits principalement sensoriels ou seulement une ataxie (mouvements anormaux).

Compte tenu que les sujets souffrant de maladies du spectre de Zellweger peuvent atteindre l’âge adulte, les manifestations cliniques de ces pathologies doivent être surveillées et traitées comme :

  • l’alimentation et la nutrition ;
  • les prothèses auditives ;
  • la correction de la vue ;
  • pour le foie, une supplémentation en vitamines liposolubles ;
  • pour l’insuffisance surrénale, une supplémentation en cortisol.

Des traitements expérimentaux sont à l’étude, comme l’administration d’acides biliaires (acide cholique), d’acide docosahexaénoïque et un régime pauvre en acide phytanique. Jusqu’à présent, le traitement des maladies du spectre de Zellweger reste principalement symptomatique et de soutien.

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