Ingénierie de la dystrophie dans le cadre de la thérapie génique de la dystrophie musculaire de Duchenne

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TABLE DES MATIÈRES

INTRODUCTION ……………………………………………………………………………………………….2

INGÉNIERIE DE LA DYSTROPHINE^[1]……………………………………………………………………..3

1) Matériels et méthodes

2) Rôle du domaine central de la micro-dystrophine

3) Effets de la micro-dystrophine sur les pathologies musculaires

4) Discussion

ÉTUDE DES DIFFÉRENTS VECTEURS DE THÉRAPIE GÉNIQUE^[2] …………………………….6

1) Domaines fonctionnels de la dystrophine

2) Un vecteur de la micro-dystrophine : l’adénovirus

3) Un vecteur de la mini-dystrophine : le lentivirus

4) Cas de « l’adénovirus vidé »

THÉRAPIE GÉNIQUE À LONG TERME : MODÈLE DES CHIENS GRMD^[3] ……….……….8

1) Matériels et méthodes

2) Résultat

3) Discussion

CAS DE LA MINI-DYSTROPHINE^[4] …………………………………………..…………………………11

1) Matériels et méthodes

2) Effets de la mini-dystrophine ΔH2-R15 sur la cardiomyopathie de Duchenne

3) Discussion

CONCLUSION …………………………………………………………………………………………………14

RÉFÉRENCES ………………………………………………………………………………………..…………15

INTRODUCTION

L

a dystrophie musculaire de Duchenne, ou myopathie de Duchenne est une maladie génétique rare de caractère récessif affectant l’ensemble des muscles de l’organisme. Elle est causée par une anomalie génétique portée par le chromosome X, et touche environ 1 nouveau-né de sexe masculin sur 5 000.

La dystrophie musculaire de Duchenne se manifeste par une faiblesse musculaire évoluant progressivement qui est due à la dégénérescence des fibres des muscles squelettiques et lisses et du muscle cardiaque. Elle se déclare en général chez l’enfant dès l’âge de 2 à 3 ans, avec pour symptômes une faiblesse des jambes, une diminution du volume des muscles et des difficultés à marcher ou à courir. Les hommes atteints de cette pathologie survivent rarement au-delà de l’âge de 40 ans en raison des insuffisances cardiaque et respiratoire qu’elle entraîne.

Elle est due à une mutation du gène dmd codant pour une protéine sub-sarcolémique ayant une fonction de soutien des fibres musculaires : la dystrophine. Cette mutation entraîne un défaut d’expression de la dystrophine, qui conduira à la dégénérescence progressive des muscles en l’absence de soutien.

Des méthodes de prise en charge médicale des patients sont employées pour atténuer ses symptômes, mais il n’existe aujourd’hui aucun traitement permettant de guérir définitivement la myopathie de Duchenne.

Mais ces dernières années ont vu l’émergence d’approches de thérapie génique innovantes : Certaines ciblent directement une classe de mutations, comme le saut d’exon ou la correction génomique. L’autre type d’approche, qui est étudiée ici, consiste à insérer une version synthétique du gène de la dystrophine dans un vecteur viral qui délivrera le gène dans l’organisme, pour pallier le défaut d’expression de la dystrophine naturelle.

L’inconvénient de cette approche réside dans la taille du gène dmd (79 exons), qui ne peut être contenu dans les vecteurs viraux utilisés habituellement en thérapie génique. C’est pour cette raison que le gène doit être raccourci afin de synthétiser une micro-dystrophine, ou une mini-dystrophine.

Dans ce rapport, cette approche de thérapie génique sera détaillée ainsi que ses résultats. Le design de la micro-dystrophine sera étudié, ainsi que le choix des vecteurs viraux utilisés. Une étude thérapeutique effectuée sur des modèles canins sera présentée, afin de déterminer l’efficacité de la thérapie génique par micro-dystrophine. Enfin, une étude portant sur l’efficacité de la mini-dystrophine sera décrite, et permettra une comparaison avec la micro-dystrophine.

Ingénierie de la dystrophine 

Comme expliqué précédemment, la thérapie génique de la dystrophie musculaire de Duchenne nécessite la synthèse d’une micro-dystrophine en raison de la contenance limitée du vecteur viral utilisé.

L’objectif de l’article analysé dans cette partie sera de comparer l’efficacité de plusieurs types de micro-dystrophine, qui diffèrent par les séquences du gène initial de la dystrophine qui ont été conservées pour les construire. Leurs effets sur la force musculaire et sur les symptômes de la myopathie de Duchenne seront étudiés dans les muscles squelettiques de souris mdx, afin de déterminer quels sont les séquences importantes dans le gène codant pour la dystrophine.

1. Matériels et méthodes

1. Design de la micro-dystrophine

Le gène dmd codant pour la dystrophine a une taille de 13.9 Kb. Le vecteur le plus adapté dans le cadre de cette thérapie génique est l’adénovirus, ou vecteur AAV. Ce dernier possède une capacité d’empaquetage de 5Kb.  Afin de pouvoir utiliser ce vecteur, des gènes de micro-dystrophine sont développer.

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Comme observé sur le schéma ci-dessus, le gène codant pour la dystrophine est composé d’une extrémité N-terminale (NT), de 4 régions « charnières » (H), de 24 séquences répétitives de type spectrine (R), d’un domaine riche en cystéine (CR) et d’une extrémité C-terminale (CT).

Le domaine central de la séquence (Rod domain) est la partie qui va subir des variations pour la synthèses des gènes de micro-dystrophine.

Le domaine R16-R17 est un domaine de liaison à l’Oxyde Nitrique Synthase neuronale (nNOS), une enzyme clé des muscles squelettiques car elle permet la formation du complexe DGC (Dystrophin-associated Glycoprotein Complex). Ce complexe joue un rôle important dans la stabilisation du sarcolemme.

Au total, 7 gènes différents ont été synthétisés :

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