Association Paraplégie Spastique Héréditaire et Nos Enfants



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Etudes en cours avec les chercheurs partenaires de l'APSHE

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1) Appel urgent
2) Questionnaire à remplir et envoyer
3) Comprendre les bases moléculaires de l'axonopathie dans les HSP (étude lancée très récemment)
4) Kit de séquençage
5) Au sujet de l'ADN ! (pour info)
6) Conception et développement d'un exosquelette de jambes motorisé à destination de personnes souffrant de troubles de la mobilité par une jeune start-up française
7) Une technique qui va révolutionner la thérapie génique ?

1) Appel urgent

Nous recherchons un couple ayant un projet parental ou pas pour concrétiser une émission télévisée, avec nos chercheurs, professeur, professionnels de santé. Vous serez pris en charge, accompagnés de A à Z sur votre parcours, et tous frais de trajet, gîte, couverts sont financés par France 5 - Sortons de l'ombre !!!

2) Questionnaire à remplir et envoyer

Je tiens à vous remercier de bien vouloir contribuer à l'étude portant sur les facteurs modificateurs dans les paraparésies spastiques héréditaires menée par le Pr Durr et le Dr Depienne. Comme vous le constaterez, il s'agit d'un document à imprimer, compléter, signer et à envoyer par voie postale. Cliquez sur l'icône ci-dessous pour télécharger le document.


Nous communiquerons, aux personnes qui le souhaitent, les coordonnées de la responsable du projet.

Objectif du questionnaire :
recherches SPG4 suites aux variations intra-familiales

       

On sait que la sévérité et l'âge de début de la maladie peut varier grandement d'un patient atteint de paraplégie spastique à un autre. C'est également le cas au sein d'une même famille chez des patients porteurs de la même anomalie génétique dans le même gène, notamment SPG4. Parfois même certains porteurs de la mutation ne déclarent pas la maladie. Il doit donc exister des facteurs modificateurs qui peuvent protéger ou favoriser l'apparition de la maladie. Ces facteurs peuvent être génétique ou environnementaux. L'équipe de recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (Alexandra Durr et Christel Depienne) a démarré une étude visant à recherche ces facteurs sur une cohorte de patients SPG4 ayant des âges de début ou une sévérité très différent(e)s. La recherche de facteurs génétiques modificateurs sera faite par le séquençage de l'exome des patients du réseau SPATAX à l'aide de la nouvelle génération de séquençage et des questionnaires de style de vie seront également utilisés pour apprécier le rôle de l'environnement. On peut espérer ainsi identifier des facteurs qui pourront être ciblés dans l'avenir pour retarder l'apparition de la maladie ou réduire sa sévérité.

3) Comprendre les bases moléculaires de l'axonopathie dans les HSP

Andrea BURGO et Patrick A. CURMI Structure-Activité des Biomolécules Normales et Pathologiques, Inserm U829. Université d'Evry Val d'Essonne. 91025 Evry

Plusieurs données suggèrent qu'un trafic défectueux à l'intérieur de l'axone serait un mécanisme commun à plusieurs maladies neurodégénératives dont les paraplégies spastiques héréditaires (HSP). Les HSP sont des maladies cliniquement et génétiquement hétérogènes caractérisées par une dégénérescence des axones du faisceau corticospinal. Cette dégénérescence axonale entraine une spasticité bilatérale et symétrique et une faiblesse progressive des membres inférieurs. Des mutations dans le gène SPG4 codant pour la spastine sont responsables de la pathologie dans environ 40% des cas familiaux et 6-15% des cas sporadiques présentant une forme autosomique dominante de HSP. La spastine fait partie de la famille des protéines AAA ATPase qui coupent les microtubules par un mécanisme ATP dépendant. Ceci suggère un rôle spécifique de la spastine dans la régulation de la dynamique des microtubules et dans le trafic membranaire qui y est lié. Des résultats récents ont révélé, d'une manière intéressante, que des drogues qui affectent les microtubules à des concentrations nanomolaires empêchent la dilatation des axones, l'anomalie axonale la plus souvent observée chez les souris dépourvues de SPG4 et chez les patients présentant une mutation spg4. La spastine interagit également avec différents partenaires moléculaires. Ces interactions expliquent partiellement l'implication de la spastine dans des fonctions cellulaires telles que la cytocinèse, la formation de l'architecture du reticulum endoplasmique et le trafic endosomal. Nous avons récemment réalisé un criblage double hybride pour identifier de nouveaux partenaires moléculaires de la spastine. Les résultats préliminaires sont intéressants et pourraient clarifier les fonctions cellulaires connues de la spastine mais aussi révéler des fonctions inconnues de cette protéine. Les objectifs de notre recherche sont : 1) Obtenir un aperçu quantitatif et qualitatif du rôle de la spastine dans la régulation de la dynamique des microtubules et dans le trafic axonal intracellulaire, deux paramètres qui participent de manière notable à la croissance et à la maintenance axonale et qui sont probablement liés à la dilatation des axones. 2) Déchiffrer les mécanismes qui permettent à des drogues agissant sur les microtubules de pévenir la dilatation axonale 3) Caractériser l'interaction et le rôle des nouveaux partenaires moléculaires de la spastine identifiés dans le criblage double hybride. Dans ce but, nous allons utiliser différents modèles cellulaires complémentaires qui se rapprocheront au mieux des conditions dans lesquelles se trouvent les neurones de patients HSP liés à SPG4 et qui nous permettront d'obtenir une vue générale des mécanismes physiopathologiques conduisant à une HSP liée à la spastine. Nous utilisons des cultures de neurones provenant de souris dépourvues de SPG4, de neurones dérivés de cellules iPSC de ces souris et de neurones corticaux dérivés de cellules iPSC de patients portant la mutation SPG4. A l'heure actuelle il n'existe aucun traitement préventif ou curatif permettant de soigner ou de soulager la spasticité des patients HSP. L'obtention de ces informations pourrait nous aider à progresser vers un traitement de cette pathologie et peut-être aussi d'autres pathologies neurodégénératives. Méthodes : Culture de lignées cellulaires, culture primaire de neurones, iPCS, imagerie vidéo de cellules vivantes, immunofluorescence, traitement et analyse des images acquises, biologie moléculaire, biochimie. Collaborations : I-STEM (Genopole), Evry, France Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (ICM), Paris, France

Résumé de la première partie de cette étude :

Les neurones moteurs sont des cellules spécialisées dans le contrôle des mouvements volontaires chez l?homme. Ils sont prolongés par des axones formant les nerfs qui les relient aux muscles. La transmission de l'information au sein de l'axone de ces neurones, qui sont les plus longs du système nerveux central, est comparable au trafic de voitures dans une autoroute : les informations transitent dans les deux sens avec parfois des bouchons qui empêchent aux véhicules de circuler. Dans les cellules, ces autoroutes sont représentées par les microtubules. Lorsque les informations n'arrivent plus à bien transiter, les patients peuvent être atteints par des maladies neurodégénératives comme la paraplégie spastique à caractère héréditaire (PSH).

Le but de nos travaux est d'étudier le rôle joué par la spastine (SPG4), une protéine impliquée dans certaines PSH et responsable, entre autres, de l'entretien de ces routes. Nous avons utilisé des neurones de souris mutantes qui n'ont plus de SPG4 et nous avons observé une perturbation du réseau des microtubules au sein de leurs axones, qui est associée à une augmentation, dans une seule direction, des vitesses de transport des compartiments intracellulaires (les véhicules) impliqués dans l'entretien et la croissance des neurones. Une autre équipe de recherche avait montré, en utilisant les mêmes souris mutantes, que certaines drogues permettaient la récupération des défauts neuronaux caractéristiques de la PSH lié à la spastine. Pour notre part, nous avons montré que si ces neurones mutants sont traités avec ces drogues, les vitesses de ces composants intracellulaires sont augmentées aussi dans le sens contraire, ce qui favoriserait un rééquilibrage du trafic au sein de l'axone. Ce mécanisme pourrait donc être impliqué dans la récupération de ces défauts neuronaux. Des études complémentaires seront nécessaires pour confirmer cette hypothèse et pour comprendre au mieux la physiopathologie de la maladie afin de trouver des traitements thérapeutiques efficaces chez l'homme.

4) Kit de séquençage

Les paraplégies spastiques héréditaires (SPG) constituent un groupe de maladies neurodégénératives très hétérogène. A ce jour, des mutations ont été décrites dans plus de 70 gènes rendant le diagnostic génétique conventionnel long et coûteux. L'équipe de recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (Giovanni Stevanin) a cherché à développer une stratégie de séquençage de nouvelle génération permettant l'étude simultanée des 74 gènes SPG. Leurs 1042 régions codantes sont capturées (Roche NimbleGen) puis séquencées sur séquenceur MiSeq (Illumina). Des résultats très satisfaisants ont été obtenus puisque moins de 1% des régions ciblées ne sont pas capturées et que ce kit permet également de rechercher des réarrangements géniques, des mutations également en cause dans certaines formes de SPG. Ce kit permettant de répondre aux exigences de sensibilité, de spécificité et d'efficience des applications diagnostiques vient d'être transféré au niveau hospitalier pour une utilisation en routine diagnostique en France.

5) Au sujet de l'ADN !

Toutes les cellules vivantes constituant un organisme, contiennent une macromolécule appelée acide désoxyribonucléique (ADN) qui porte l'ensemble des informations nécessaires au développement et au fonctionnement de cet organisme. La structure standard de l'ADN est une double-hélice droite, composée de deux brins complémentaires. Chaque brin d'ADN est constitué d'un enchaînement de quatre nucléotides : (adénine), G (guanine), C (cytosine) et T (thymine). La fonction principale de l'ADN est de stocker l'information génétique, information qui détermine le développement et le fonctionnement d'un organisme. Cette information est contenue dans l'enchaînement non-aléatoire de nucléotides. L'autre fonction essentielle de l'ADN est la transmission de cette information de génération en génération. Cela permet l'hérédité. L'information portée par l'ADN peut se modifier au cours du temps. Cela aboutit à une diversité des individus et à une évolution possible des espèces. Cela est dû à des mutations résultant principalement d'erreurs lors de la réplication des séquences de l'ADN (ajout, délétion ou substitution de nucléotides), ou bien à des recombinaisons génétiques. L'ADN est donc le support de l'information génétique mais aussi le support de ses variations. Ces mutations sont souvent à l'origine de maladies génétiques.

L'ADN renferme l'information génétique, c'est-à-dire que des zones de l'ADN appelées " gènes " codent les protéines. Mais comment une séquence d'acides nucléiques peut-elle coder une séquence d'acides aminés ? Lorsque la cellule aura besoin de protéines (par exemple : des enzymes pour fabriquer les molécules protéiques dont elle a besoin pour fonctionner), elle va transcrire, c'est-à-dire recopier, certains de ses gènes sous forme d'acide ribonucléique (ARN) grâce à une enzyme. Cette enzyme va produire un ARN pré-messager (ARNm) identique à la séquence d'ADN. L'ARNm n'est pas sous forme de double hélice et il adopte des structures secondaires complexes. Il est moins stable que l'ADN, c'est-à-dire qu'il est dégradé plus facilement.

La transcription est un processus complexe, hautement régulé, qui permet donc la synthèse de l'ARN messager d'un gène qui reproduit fidèlement la séquence de l'ADN ; c'est-à-dire qu'il est constitué de segments qui seront conservés, les exons et de ceux qui seront éliminés, les introns. Cette sélection exon/intron a lieu au cours de l'épissage. Ce processus est une modification qui consiste en l'élimination des introns et la suture des exons dans les ARN messagers. Présents chez les organismes eucaryotes, les introns sont des segments d'ARN qui sont codés dans le génome et transcrits dans l'ARN précurseur, mais qui sont éliminés du produit final. Ce processus fait intervenir une machinerie spécifique complexe appelée le splicéosome. L'épissage se produit dans le noyau des cellules eucaryotes, avant l'export de l'ARN maturé vers le cytoplasme où il sera traduit en protéine.



L'épissage est assuré par un ensemble de complexes ribonucléoprotéiques appelé collectivement splicéosome (épissage se disant splicing en anglais). Chaque complexe, appelé petites ribonucléoprotéines nucléaires, contient un petit ARN, appelé oligonucléotide antisens (AON) et plusieurs protéines.
En effet le splicéosome reconnaît des signaux d'épissage, comme pour un signal radio, ces signaux d'épissage sont plus ou moins forts, ce qui implique que le splicéosome les reconnait plus ou moins bien. Ces signaux sont simplement des séquences spécifiques de nucléotides.

Projet scientifique de l'équipe
Depuis quelques années notre recherche vise à substituer un mécanisme d'épissage pathogène afin de corriger une mutation en utilisant ces petits ARN spécifiquement modifiés afin de produire un ARNm non pathogène.
Ces dernières années témoignent d'avancées majeures dans le développement de thérapies moléculaires visant à restaurer le cadre de lecture du gène de la dystrophine responsable de la myopathie de Duchenne (DMD), en forçant l'épissage de l'exon porteur de la mutation pour restaurer l'expression d'une protéine tronquée mais fonctionnelle, comme l'ont montré nos études princeps (Goyenvalle et al., Science, 2004, 306(5702):1796-9).
Notre projet de recherche s'inscrit dans le contexte d'une recherche translationnelle dont l'objectif est de développer pour les maladies neuromusculaires, des approches de thérapie génique, par modulation de l'épissage d'ARN messagers. Nous développons également de nouvelles classes d'oligonucléotides synthétiques dérivés des tricylcos-DNA (tc-DNA) répondant au pré-requis des maladies neuromusculaires : ciblage de l'ensemble de la musculature squelettique, du cœur et également du système nerveux central.
La possibilité de façonner des oligonucléotides antisens capables de corriger sélectivement l'édition et la maturation de transcrits mutés a ouvert des perspectives thérapeutiques pour de nombreuses maladies génétiques. Dans la myopathie de Duchenne (DMD), et l'amyotrophie spinale infantile (SMA), des oligonucléotides antisens (AON) permettent de réhabiliter des protéines fonctionnelles soit par exclusion d'exons mutés pour la dystrophine (DMD) et la dysferline (LGMD2B) soit par ré-inclusion d'un exon écarté par des mutations obérant l'épissage normal d'un transcrit codant la protéine SMN dans la SMA. Ces AONs permettent également de détruire des transcrits délétères dans la dystrophie myotonique (DM1) ou aboutissant à la synthèse de protéines toxiques telle que la huntingtine dans la Chorée de Huntington.
Nous avons développé dans un passé récent un gène thérapeutique codant un petit ARN nucléaire (U7 snRNA) dont la séquence antisens peut être modifiée à façon pour s'hybrider spécifiquement avec un pré-ARN messager cible et orienter son épissage dans le sens de l'exclusion ou de la ré-inclusion d'exons. Ce gène U7 combiné avec des vecteurs viraux AAV s'est révélé très prometteur pour la myopathie de Duchenne, maladie neuromusculaire mortelle d'origine génétique, causée par des mutations du gène dmd, codant pour la dystrophine, protéine associée au cytosquelette et exprimée dans les muscles et le système nerveux central (SNC). Dans les modèles animaux murins et canins de DMD, nous avons démontré qu'U7 permettait le saut d'exon(s) mutés dans les ARN messagers, et la restauration de la dystrophine dans les tissus musculaires associée à un bénéfice thérapeutique.
Objectifs principaux
Nos travaux portent sur la conception et le développement préclinique de nouvelles générations d'AONs satisfaisants les pré-requis des maladies neuromusculaires : ciblage de l'ensemble de la musculature, du cœur et du système nerveux central. Notre projet comporte plusieurs axes d'investigations complémentaires :
La perspective de traitements chroniques est également rendue possible par une nouvelle génération de nucléotidiques synthétiques permettant la synthèse d'antisens que nous développons en collaboration avec C. Leumann (U. Berne) : les tricyclo-DNA. Il s'agit d'analogues nucléotidiques non-naturels, contraints, de troisième génération, pouvant s'hybrider avec une excellente affinité avec leur ARN cible sans déclencher leur destruction par les nucléases endogènes. Les oligomères tc-DNA présentent une très grande stabilité et sont plus performants que leurs équivalents élaborés sous la forme de 2'O-méthyle-RNA (2'OMe) ou de morpholino (PMO). La validation du potentiel thérapeutique de ces nouveaux composés passe par leur étude pharmacocinétique, une étude de dose et de régime d'administration systémique dans des modèles murins appropriés, l'analyse de leur relevance clinique, la détermination de leur toxicité à long-terme et l'optimisation de leur biodistribution en les accessoirisant avec des résidus chargés ou lipidiques. Enfin, nous confirmons le fort potentiel de la chimie des tc-DNA pour le traitement de la dystrophie musculaire de Duchenne de Boulogne. Nous poursuivons nos efforts dans la perspective d'un transfert technologique pour les approches de chirurgie de l'ARN, à d'autres pathologies du système neuromusculaire et du système nerveux central : amyotrophie spinale infantile, dystrophie myotonique de Steinert, LGMD2, maladie de Huntington et d'autres pathologies.

Patrick Dreyfus, Aurélie Avril et Luis Garcia
UFR des Sciences de la Santé Simone Veil, UVSQ
2 Avenue de la source de la Bièvre
78180 Montigny le Bretonneux


6) Wandercraft conçoit et développe un exosquelette de jambes motorisé à destination de personnes souffrant de troubles de la mobilité

Toutes les explications sont ICI

Le site Internet de cette jeune start-up est ICI

7) Une technique qui va révolutionner la thérapie génique ?

Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna ont mis au point une technique de génie génétique baptisée CRISPR-Cas9. On pourrait comparer cette enzyme au nom barbare à une paire de ciseaux capable d'aller couper l'ADN et le réparer au niveau du gène que l'on veut modifier, c'est-à-dire le gène défectueux dans une maladie génétique. L'avantage de cette technique est qu'elle permet de cibler n'importe quelle mutation identifiée.

Si vous vous voulez en savoir plus vous trouverez beaucoup d'articles de vulgarisation sur internet.

Des articles sont parus dans la revue « la Recherche » dont voici quelques extraits qui résument les potentialités de cette découverte:

...Une équipe de l'Institut de technologie du Massachussets, aux États-Unis, a concrétisé le potentiel médical de CRISPR-Cas9 [Hao Yin et al., Nature Biotech., doi:10.1038/nbt.2884, 2014]. Ces biologistes l'ont utilisé sur la souris pour corriger une maladie génétique incurable du foie, liée à une mauvaise dégradation de la tyrosine, un acide aminé, la tyrosinémie (maladie génétique qui génère une accumulation de déchets endommageant le foie). À des souris malades adultes, l'équipe a injecté trois ARN guides ciblant trois séquences d'ADN liées à la mutation, le gène de la Cas9 et le gène sain. Résultat : environ 0,5 % des cellules du foie, les hépatocytes, ont correctement incorporé le gène sain à la place du gène déficient. Trente jours plus tard, ces cellules redevenues saines ont commencé à proliférer et à remplacer les cellules malades, pour finalement représenter environ un tiers de tous les hépatocytes. Une proportion suffisante pour que les souris survivent malgré l'arrêt du médicament de référence qui réduit la production de tyrosine ...

...Pourrait-on alors utiliser CRISPR-Cas9 sur l'homme ? Il faudra d'abord franchir plusieurs étapes. « Le point critique sera de confirmer que ce système n'induit pas de lésions dans d'autres régions du génome, prévient Alain Fischer. Et afin d'obtenir un effet thérapeutique, il faudra aussi optimiser la fréquence à laquelle les cellules ciblées sont corrigées. » Voilà pourquoi les recherches vont bon train pour développer des moyens capables de mieux faire pénétrer CRISPR-Cas9 dans les cellules : nanoparticules, Cas9 plus petites,, etc.