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Myriam Vial PAP Génétique - Lycée Marlioz, Aix Les Bains - 15 juin 2004.

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1 Myriam Vial PAP Génétique - Lycée Marlioz, Aix Les Bains - 15 juin 2004

2 Définition thérapie géniqueLa thérapie génique consiste à : introduire dans une ¢-cible un gène dintérêt thérapeutique afin quil produise - une protéine manquante (¢ déficiente) ou - un signal qui conduira à la mort de la cellule (¢ infectée ou ¢ cancéreuse).

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4 Lavènement de la thérapie génique Début des années 80 : développement du génie génétique ==> maîtrise de nouveaux procédés techniques au niveau cellulaire, tels que lexploration du génome humain : début des 1 ers tests cliniques de la thérapie génique. Approche innovante, nouvelle étape dans lhistoire de la médecine, car elle contre directement les causes de la maladie (au lieu dattaquer slt les symptômes).

5 La 1 ère réussite DÉCRYPTAGE. POUR LA PREMIÈRE FOIS UNE THÉRAPIE GÉNIQUE MONTRE SON EFFICACITÉ. Les bébés sortent de leurs bulles Des médecins de lhôpital Necker de Paris ont réussi à traiter par thérapie génique quatre " enfants bulles " atteints de déficit immunitaire combiné sévère. Cette première mondiale est une réussite. Reste à savoir si la guérison est temporaire ou définitive. Première mondiale dune thérapie génique efficace à lhôpital Necker. Grâce à lutilisation de la thérapie génique, difficile opération …… Article paru dans l'édition du 30 décembre Page imprimée sur

6 La 1 ère réussite Encore du domaine expérimental, => Résultats dessais cliniques. Déc : 1 er succès probant à lHôpital Necker par P r A. Fischer (INSERM, U429) : - « enfants bulles » (DICS, maladie liée à X) - grave maladie génétique du SI => abs LT et NK => aucun contact antigénique possible => vie sous atmosphère protectrice. –soignés, au moins temporairement par thérapie génique,

7 La 1 ère réussite

8 prélèvement des ¢ souches de la moelle osseuse des patients, introduction, dans ces ¢, dun gène fonctionnel en laboratoire, ré-injection des ¢ génétiquement modifiées aux patients, capacité délaborer une réponse immunitaire, vaccination possible.

9 Les grandes dates 1973 : Premières expériences de transfert de gènes : Première expérience de thérapie génique par Cline (États-Unis) : Identification du gène de la myopathie de Duchenne sur le chromosome X par le généticien américain Anthony Monaco 1987 : Lancement du Téléthon par lA.F.M : Fondation du Généthon par lAssociation française contre les myopathies et le centre détude du polymorphisme humain 1990 : Premier succès partiel de la thérapie génique chez une fillette de 4 ans atteinte de déficit immunitaire en ADA (adénosine déaminase), par léquipe du Professeur Michael Blaese à Bethesda aux Etats-Unis : Premier véritable succès de la thérapie génique chez deux nourrissons atteints dun déficit immunitaire combiné sévère lié au chromosome X par le Professeur Alain Fischer et Marianne Cavazzana- Calvo à lhôpital Necker-Enfants Malades de Paris.

10 Le premier essai Essai clinique du Dr Martin Cline aux USA Thérapie génétique somatique sur 2 patientes atteintes de thalassémie au stade terminal Il fut banni de la communauté scientifique à la fin des années 70 => exclusion de son université pendant plusieurs années.

11 La première autorisation 1990 : F. Anderson & M. Blaese une petite fille (3 ans) atteinte de ladénosine déaminase (ADA), qui correspond à un effondrement total des défenses immunitaires.

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13 Principes, aspects techniques Une méthode en 4 étapes : Isoler et cloner le gène dintérêt thérapeutique, Réaliser un vecteur chargé damener le transgène dans le noyau cellulaire, Administrer le vecteur (3 protocoles ), Vérifier lintensité et la durée de lexpression du gène thérapeutique, mais aussi les effets secondaires éventuels.

14 Etape : isolement et clonage du gène dintérêt thérapeutique Grâce aux connaissances relatives au génome humain, on parvient facilement et rapidement à isoler un gène et à le cloner (PCR) Cf. Fiche Génoscope

15 Etape : Réalisation dun vecteur amenant le transgène dans le noyau de la cellule-cible Le vecteur généralement utilisé est un virus : – adénovirus, – rétrovirus.

16 Étape : Réalisation dun vecteur amenant le transgène dans le noyau de la cellule-cible Pour produire ces vecteurs viraux on utilise des ¢ modifiées, les ¢ dencapsidation. Ces ¢ expriment, normalement, les protéines virales formant la capside de façon stable. En labsence de génome viral, elles ne produisent que des particules virales vides. Lintroduction dans ces ¢ dune construction génétique : génome viral + gène thérapeutique conduit à la formation de particules virales complètes contenant vecteur. INRA

17 Quels vecteurs ? Aujourd'hui, l'évolution de la thérapie génique repose essentiellement sur le développement de systèmes de transfert de gènes. Ils doivent être : sûrs, efficaces, spécifiques à un type cellulaire, capables de fonctionner dans des cellules qui ne se divisent pas en assurant la stabilité de l'expression du gène d'intérêt thérapeutique. De plus, leur production industrielle doit être fiable et rentable.

18 Quels vecteurs ? 3 types : les vecteurs viraux = virus transformés = rétrovirus, adénovirus, et AAV(virus associé à un adénovirus), les vecteurs non-viraux : il en existe deux classes principales : lADN plasmidique et les vecteurs synthétiques (ADN nu, ADN complexé à des lipides cationiques ou ADN condensé par des polymères cationiques et inséré dans des liposomes). les méthodes physiques : électroporation et injection sans aiguille.

19 Quels vecteurs ? Les virusLes virus sont particulièrement efficaces pour délivrer leur information génétique (ADN ou ARN) dans des cellules spécifiques. Aujourdhui, approximativement 2/3 des protocoles cliniques des thérapie génique utilisent un vecteur dorigine virale. Pour le transfert de gènes chez lHomme, les virus sont classés en deux catégories : –lytiques : ont un cycle reproductif très court qui aboutit à la destruction des cellules infectées –non lytiques : qui sont produits par « bourgeonnement » des virions à partir des membranes plasmiques des cellules infectées et pendant un laps de temps prolongé.

20 Quels vecteurs ? Les vecteurs non viraux Les vecteurs non viraux : Ils sont peu immunogènes, ce qui autorise les administrations répétées, Ils nont pas de limite théorique quant à la taille de la cassette dexpression, Ils peuvent être produits à partir de composants définis.

21 Quels vecteurs ? Leurs limites ===> transparent

22 Étape : Administration du vecteur 3 protocoles la thérapie génique ex vivo : prélever sur le patient les cellules cibles, les modifier génétiquement avec le vecteur viral porteur du gène d'intérêt thérapeutique, puis à les réintroduire chez le patient. M Méthode utilisée en particulier pour les cellules sanguines, faciles à prélever et à réintroduire. INRA

23 Étape : Administration du vecteur 3 protocoles la thérapie génique in situ : le vecteur de transfert est directement injecté au sein du tissu cible la thérapie génique in vivo : elle consiste à injecter le vecteur portant le gène d'intérêt thérapeutique directement dans la circulation sanguine, celui-ci devant atteindre spécifiquement les cellules cibles INRA

24 Étape : Vérification de lexpression du gène thérapeutique Pour infecter une cellule, la particule virale se fixe d'abord à la membrane cellulaire. Les gènes viraux sont libérés dans le noyau et, qu'ils soient intégrés ou non au génome cellulaire, ils utilisent la machinerie de réplication de la cellule pour produire de nouvelles particules virales. Ces dernières pourront aller infecter d'autres cellules. INRA

25 Étape : Vérification de lexpression du gène thérapeutique Lorsque le virus est modifié pour être utilisé comme vecteur de transfert, les gènes codant pour les protéines virales sont remplacés par le gène d'intérêt thérapeutique. Ce vecteur pénètre dans la cellule de la même façon que le virus naturel. Il permet la synthèse de la protéine d'intérêt thérapeutique, sans production de particules virales. INRA

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27 États des lieux Depuis début années 80, à travers le monde, 596 essais cliniques ont été ou sont en cours de réalisation - une quinzaine en France pris en charge par divers laboratoires. Pays leader au nombre d'essais cliniques = USA USA : > ¾ des tests (480) - législation + souple et moyens + importants personnes dans le monde ayant ou ayant eu des cellules génétiquement modifiées dans le corps dont 60,3% (n = 2088) aux USA

28 États des lieux essais concernant les cancers à l'exemple des tumeurs gynécologiques, du SN,de la peau ou du système gastro-intestinal essais sur les maladies monogénétiques: hémophilie, myopathie, mucoviscidose, essais sur des maladies infectieuses et virales, principalement le SIDA essais pour déterminer des marqueurs génétiques dans des cas comme le SIDA,les mélanomes, le cancer du sein essais sur d'autres troubles comme au niveau des artères coronaires et du réseau capillaire du cœur. - 2 essais sur des volontaires sains (ce qui représente seulement 6 personnes).

29 Essais cliniques : procédure en France RST n°14 Académie des Sciences (fév. 2003)

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31 Aspects éthiques généraux Le génome nest pas sacré, ce qui est sacré, ce sont les valeurs liées à lidée que nous nous faisons de lhumanité. Anne Fargot-Largault

32 Aspects éthiques généraux Lexpérimentation sur le corps humain : –Comment expérimenter sur le corps humain sans le réduire à un simple objet ou un outil de recherche ? => nécessité dencadrer les essais à laide de lois et aussi avec des contrôles. Le risque de dérive lié à la thérapie génique : –Jusquoù modifier génétiquement les Hommes ? –Risque deugénisme : grand, => Demande dinterdiction de la thérapie génique germinale => Exclusion de produits susceptibles de modifier des caractères physiques et/ou psychiques.

33 Aspects éthiques généraux Un jeu dangereux ? : - Une connaissance incomplète de toutes les fonctions du génome humain => utilisation dangereuse des rétrovirus => réveil de fonctions ou de virus endormi => ne pas faire apparaître de nouvelles maladies en voulant soigner. Les dangers de lindustrie pharmaceutique : –Un nombre croissant dentreprises impliquées, => Risque de franchissement détapes trop rapide, => Risques pris sous le pression industrielle

34 Aspects éthiques généraux Pour chacun des aspects : une loi Expérimentation sur le corps humain et loi Huriet-Sérusclat (1988) : - identification du promoteur de la recherche => définir ses responsabilités, - obligation pour les laboratoires à définir les objectifs et les risques des expérimentations, - protection des « cobayes » :. Consentement éclairé et libre,. Méthodologie et ses risques transmis.

35 Aspects éthiques généraux Loi du 29 juil respect du corps humain : - on ne peut porter atteinte à l intégrité du corps humaine qu en cas de nécessité thérapeutique pour la personne, - nul ne peut porter atteinte à l intégrité de l espèce humaine ; toute pratique eugénique tendant à l organisation de la sélection des personnes est interdite. Aucune transformation ne peut être apportée aux caractères génétiques dans le but de modifier la descendance de la personne.

36 Aspects éthiques généraux Que faire contre les apprentis sorciers ? : - Commission du génie biomoléculaire - elle est chargée dinformer et de conseiller le Premier Ministre.

37 Aspects éthiques généraux Loi du 28 mai risques daccidents opératoires : - concerne les produits des thérapies géniques et cellulaires. - réglementation de leur distribution, de leur agrément => les essais, en France, ne peuvent avoir lieu que dans des établissements de santé publique ou de transfusion sanguine agréés par le Ministère de la santé.

38 ? Pour ou contre la TG somatique ? POUR : –Il sagit le plus souvent du seul moyen pour guérir une personne atteinte dune maladie génétique incurable.

39 ? Pour ou contre la TG somatique ? CONTRE : –les risques liés à la recombinaison hétérologue, –pas encore détude prolongée pour envisager les conséquences à long terme. « La plupart des thérapies géniques testées dans le monde sont parvenues au stade de lessai clinique sans avoir subi les tests toxicologiques nécessaires, ni avoir prouvé leur efficacité chez lanimal, donc dans des conditions inconcevables pour un produit ou une thérapie classique » - J. Descotes, Professeur à lUniversité de Lyon, chercheur INSERM et expert scientifique auprès de la C.E.

40 ?? Pour ou contre la TG germinale ?? POUR : –un moyen sûr déliminer une maladie ( moyen palliatif), –pourrait être le seul remède efficace dans certaines maladies, –éviter les risques et le coût liés à une TG somatique, en évitant la transmission de la maladie, –une réponse au besoin des parents déviter de transmettre des maladies héréditaires incurables.

41 ?? Pour ou contre la TG germinale ?? CONTRE : –trop dincertitudes scientifiques et de risques cliniques, –risques liés aux modifications du génome humain pour des raisons autres que médicales, –implication de recherches sur des embryons, donc sur des EV nayant pas consenti à ces recherches, –très chère, nécessité dune FIV, puis dun DPI, –transgression du droit des générations futures dhériter dun patrimoine génétique inviolé.

42 Arrêt des essais en France - Oct "Bébés bulles" : essai suspendu L'essai de thérapie génique mené en France sur des "enfants bulles" souffrant d'un déficit immunitaire sévère, maladie héréditaire rare mais gravissime (les enfants sont condamnés à vivre dans une bulle), vient d'être suspendu par l'AFSSAPS (Agence française de sécurité sanitaire des produits de la santé). En effet, chez l'un des dix enfants qui avaient été traités par ce biais, les chercheurs ont observé un excès de lymphocytes T (des globules blancs) dans le sang. Selon l'AFSSAPS, cette prolifération non contrôlée de lymphocytes "s'apparente à une leucémie". Par prudence, les médecins et notamment le professeur Alain Fischer ont suspendu l'essai avant d'en savoir plus sur cette complication. Ils veulent savoir si "c'est un effet rare, s'il s'agit d'une malchance sur ce malade ou bien s'ils ont sous estimé le risque" in Le Quotidien du Médecin (Vincent Bargoin) 07/10/02

43 Reprise des essais en France - Mai Bébés bulles : essai de thérapie génique relancé rapport bénéfice/risque est positifL'AFSSAPS (Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé) vient d'annoncer qu'elle autorise, à compter de mai 2004, la reprise de l'essai de thérapie génique sur des "bébés bulles", enfants souffrant d'un déficit immunitaire sévère lié à l'X (SCID-X). Ces essais avaient été interrompus en 2002 car des complications, du type leucémie, étaient survenues chez deux des neufs enfants soignés. L'AFSSAPS apporte quelques modifications au protocole (dose de cellules administrées, âge des patients…) afin de diminuer le risque de survenue de complications. Ces modifications ont été proposées après les nombreux travaux menés par les équipes du Pr Fischer pour identifier les causes ou mécanismes ayant provoqué les complications. Les chercheurs ont également confirmé l'efficacité de la thérapie génique pour le traitement de bébés bulles, évaluée avec un recul de 5 ans pour les premiers patients et ont montré que le rapport bénéfice/risque est positif. in Libération 10/06/04

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45 La thérapie génique se situe maintenant à un carrefour : Elle permet potentiellement de modifier le génome humain, une technique inquiétante pour le devenir collectif de lhumain Elle laisse espérer la guérison de maladies graves. un espoir pour des individus.

46 Elle a suscité, à l origine, de grands espoirs. Les difficultés techniques ont freiné considérablement sa mise en pratique. La suspension des essais. De nombreux chercheurs préfèrent dans ce contexte se tourner vers une thérapie cellulaire, celle mettant en jeu les cellules souches.

47 Ressources La Recherche n°315, déc Biofutur n°202, juil.-août 2000 Biofutur n°198, mars 2000 Biofutur n°188, avr La thérapie génique : bilan et perspectives - Rapport de lAcadémie de médecine et de lAcadémie de pharmacie - nov Rapport sur la thérapie génique humaine - Pr Edgar & Pr Tursz - UNESCO, sept Le clonage, la thérapie cellulaire et l utilisation des cellules embryonnaires - Clayes & Huriet - Office parlementaire des choix scientifiques et technologiques - Rapport AN n°2198 et Sénat n°238,


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