La leucodystrophie métachromatique (MLD) est une maladie génétique causée par des mutations du gène ARSA qui code pour l’enzyme arylsulfatase A. L’absence de cette enzyme conduit à l’accumulation de sulfatides dans les cellules neurales et gliales, entrainant une neurodégénérescence progressive souvent fatale. Le premier essai clinique mené par l’équipe chez l’homme pour le traitement de la leucodystrophie métachromatique par thérapie génique utilisant des cellules souches hématopoïétiques (CSH) a fourni des preuves de la faisabilité, de la sécurité et de l’efficacité de cette thérapie génique ce qui a conduit à son autorisation sous le nom de Libmeldy. Grâce à cette thérapie, les cellules souches hématopoïétiques des patients sont corrigées génétiquement et réinjectées pour reconstituer l’ensemble du système hématopoïétique en agissant comme « un cheval de Troie » dans l’apport de l’enzyme ARSA aux tissus affectés. Ce traitement est bénéfique lorsqu’il est administré chez les patients ayant une leucodystrophie métachromatique au stade pré-symptomatique ou au stade paucisymptomatique. Malheureusement, il est difficile de prédire si un patient ayant une leucodystrophie métachromatique présentant une mutation du gène ARSA développera un jour des symptômes de la maladie. Par conséquent, la décision d’administrer ce traitement s’étudie au cas par cas selon les antécédents cliniques du patient et en s’appuyant sur plusieurs mesures biochimiques et instrumentales. En outre, les patients traités doivent être surveillés pour la sécurité et l’efficacité du traitement, notamment avec des analyses moléculaires supplémentaires qui surveillent la composition clonale et le comportement des cellules sanguines génétiquement modifiées après la transplantation. Bien que ces analyses soient extrêmement utiles pour définir l’efficacité et l’innocuité de la thérapie génique, l’identification de biomarqueurs supplémentaires plus prédictifs du fardeau de la maladie et utilisables comme indicateurs de la réussite du traitement sont fortement nécessaires. L’équipe a récemment développé LiBIS-seq (liquid-integration-site-sequencing), une technique de PCR optimisée pour exploiter l’ADN libre circulant du plasma sanguin (ADNlc) pour étudier la composition clonale des cellules génétiquement modifiées en circulation et dans les tissus solides. L’ADN libre circulant est constitué de courts fragments d’ADN libérés dans les fluides corporels par des cellules mourantes résidants dans différents tissus du corps, et pour cette raison, son analyse a fourni des indicateurs de sécurité plus fiables pour les approches de traitement par thérapie génique que les méthodes basées uniquement sur l’analyse des cellules circulantes. De plus, les concentrations d’ADN libre circulant dans le plasma des patients atteints de leucodystrophie métachromatique traités par thérapie génique étaient supérieures à des niveaux pathologiques avant le traitement et ont diminué progressivement après la transplantation chez les patients présentant une réponse positive au traitement. Par conséquent, le taux d’ADN libre circulant chez les patients atteints de leucodystrophie métachromatique pourrait être le reflet du nombre de cellules mourantes dues à l’accumulation de composés lysosomiques toxiques.

Pour toutes ces raisons, l’équipe cherchera à valider que l’ADN libre circulant dans le plasma sanguin est un paramètre mesurable nouveau et non invasif, indicateur de la gravité de la maladie et biomarqueur substitut de l’efficacité du traitement par thérapie génique pour la leucodystrophie métachromatique. Plus précisément, nous utiliserons des technologies de pointe pour étudier l’épigénome et l’integrome de l’ADN libre circulant et des cellules recueillies au cours du temps chez les patients ayant une leucodystrophie métachromatique de forme juvénile précoce ou infantile tardive traités par thérapie génique dans notre établissement. Ces analyses définiront l’efficacité et la sécurité du traitement au niveau clonal, détermineront quels types de cellules contribuent à la production de l’ADN libre circulant chez les patients ayant une leucodystrophie métachromatique traités par thérapie génique et dans l’histoire naturelle de la maladie, démêlant la toxicité tissulaire spécifique au cours de la maladie. En cas de réussite, l’identification d’un biomarqueur fiable de la maladie permettrait une évaluation diagnostique plus précise et une recommandation thérapeutique pour la leucodystrophie métachromatique davantage personnalisée.

Projet financé par ELA à hauteur de : 100 000 €