LA THÉRAPIE GÉNIQUE J. COUSIN MYTHE OU REALITE ?

moins de 25 000 gènes  plus de cent mille protéines environ un mètre d’ADN (2% strictement codant).  nombreux gènes constants au cours de l’évolution : 95 à 99 % de gènes en commun avec le chimpanzé.    dogme : "un gène  une protéine : FAUX.  décryptage du génome (projet HUGO) = une étape (le "logiciel" ?…) … 1942 : Conrad WADDINGTON  immenses espoirs suscités, grandes avancées.  marché financier gigantesque :  Compétition (Celera de Craig VENTER et N.I.H.).  Brevetage des découvertes et mercantilisme.  Risque d’accroître inégalité "nord-sud "  Peu d’intérêt des labos pour maladies "orphelines".

hypercholestérolémie estimation prospective des coûts annuels maladie marché annuel (en millions €) hypercholestérolémie familiale 25 polykystose rénale 10 mucoviscidose 5,2 chorée de Huntington 5 myopathie de Duchenne 1,8 hémophilies 1,3 phénylcétonurie 1,1 49,4 marché annuel (en millions €) maladie 2 700 cancer du poumon 300 cancer de l’ovaire 2 500 cancer du sein 450 lymphomes malins myélomes 1 800 cancers colo-rectaux 270 mélanomes malins 330 leucémies 8 350

QU'ENTEND-ON PAR THÉRAPIE GÉNIQUE ? Stricto sensu : soigner en utilisant ou en modifiant un ou plusieurs gènes. Plus largement : irruption de la génétique dans la thérapeutique.  Fabrication de médicaments et de produits "humains".  Remplacement des gènes défectueux.  Thérapeutique anti-cancéreuse.  Facteurs d'angiogénèse.  Utilisation des cellules souches.  Clonage thérapeutique et… reproductif.  Thérapie génique et vieillesse. …les microARN et interférence de l’ARN (ARNi)…EPIGENETIQUE

FABRICATION DE MÉDICAMENTS ET DE PRODUITS HUMAINS  Transfection de gènes humains à des micro-organismes : colibacilles, levures…    Insuline , GH ; certains vaccins…   Transgenèse animale :    Production de médicaments et de substances humaines dans le lait de mammifères    Animaux donneurs d'organes pour xénogreffes…

REMPLACEMENT DE GÈNES DÉFECTUEUX DANS MALADIES MONOGÉNIQUES  Connaissance du gène en cause, de ses mutations souvent nombreuses et de sa localisation.  Amener dans la cellule le gène normal, actif.    Problème des vecteurs  viraux (Retro. et Adénovirus).  semi-artificiels…    Risques  pathogénicité.  immunisation.  Où se localise le gène transfecté ? Comment son activité est-elle modulée ?… Le gène défectueux reste en place… Durée d'action bénéfique ? … Risque carcinogénétique…

 Mais ça marche parfois !…   Ex. de déficits immunitaires sévères : M.G. RONCAROLO (Milan)  En cours : mucoviscidose et gène C.F.T.R. myopathie de Duchenne et dystrophine : oligonucléotides antisens (Leyde 2007) amaurose congénitale de Leber (2008) hémophilie (cf. résultats chez le chien)  Adréno-leuco-dystrophie (Patrick Aubourg 2009) : VIH modifié et inactivé…  Amaurose congénitale de LEBER…

ALD

Thérapie génique dans l’amaurose congénitale de LEBER

THÉRAPIE GÉNIQUE ET CANCER  K  Nombreux facteurs  Génétiques :  Mutations (ex : BRCA1/BRCA2 et K. sein familial).  Oncogènes, suppresseurs…et embryogenèse.  Télomères et télomérase… Environnement :  Toxiques  Radiations mutations somatiques.

Traitement individuel ou "à la carte" :  gène non sens  croissance tumorale : (ex : glioblastome / certains K. du rein).  lourd, onéreux… réservé aux "riches".  Traitement collectif  "vaccin anti-K polyvalent".  Action sur les suppresseurs des oncogènes.  Redonner expression de certaines protéines (P53).  Induction d'apoptose par gène "suicide". N.B. : cellule cancéreuse = immortelle.

MODULATION EPIGENETIQUE DE L’EXPRESSION D’UN GENE SUPPRESSEUR DE TUMEUR D’après Valérie CHOPIN

LES FACTEURS D'ANGIOGENÈSE Tumeurs cancéreuses très vascularisées (néo-vaisseaux)  Découverte de facteurs de croissance vasculaire : ex : V.E.G.F..  Réduction du volume tumoral en inhibant ces facteurs (mais effet transitoire ?).  Utilisation thérapeutique : fragment ADN codant pour V.E.G.F. in situ (vaisseaux) pour artérites des M.I. cardiomyopathies ischémiques.  Sur 10 patients traités à Boston : une seule amputation.  en cardiologie… anti-V.E.G.F. in D.M.L.A. : oligonucléotide (Aptamer) anticorps (RhuFab) Inj.intravitréenne

UTILISATION DES CELLULES SOUCHES  Embryonnaires  Sang du cordon (+) … dans le L. A. (Anthony ATALA) Cellules du cordon et du placenta  Moelle osseuse (++) : Chediak-Higashi / Hurler…  Cellules souches adultes : avenir (?)   essais en cardiologie / dermatologie … Dédifférenciation de cellules matures épidermiques : Shinya Yamanaka (Kyoto) James Thomson (Madison)

James Thomson Genome Center Madison Shinya Yamanaka Université de Kyoto

CELLULES EMBRYONNAIRES Totipotentes  8 cellules ( jumeaux).  Pluripotentes = cellules E.S. (Embryonic Stem Cells)  100-200 cellules. Tous types cellulaires.  Multipotentes (implantation utérine vers 10ème jour). Différents types cellulaires suivant localisations.  Unipotentes :  Cellules germinales  Endoderme (viscères)  Mésoderme (muscles)  Ectoderme (peau – S.N.). Cellules spécialisées matures et différenciées.

 Problèmes pratiques : ET LE CLONAGE HUMAIN ?  Thérapeutique Pas de différence fondamentale  …Reproductif sauf finalité…  Problèmes pratiques :    Faibles taux de succès (277 fécondations Dolly).  clonage reproductif réussi à ce jour dans de nombreuses espèces (chat, chien…) primates ?... macaque (blastocyste…) : Shoukhrat Mitalipov Oregon Health and Science University …Les « CYBRIDES »…des CHIMERES…

Ian WILMUT DOLLY

RESULTATS …

CLONAGE HUMAIN STEMAGEN Corporation et Reproductive Sciences Center (La Jolla – Californie) in Stem Cells Express 2008 : à partir de 29 ovocytes (trois donneuses 20-24 ans) 5 blastocystes clonés obtenus (ADN cell. épidermique mâle) Stade 64 cellulles Destruction avant poursuite développement

Enjeux éthiques :  Dignité humaine / Caractère unique de la personne / Instrumentalisation de l'embryon / Mythe de Narcisse…  Clonage thérapeutique conduira au clonage reproductif. « tout ce qu’elle est capable de faire, la science le fera »  Les apprentis sorciers (cf. S. ANTINORI).  Condamnation UNESCO, Union Européenne…  Proposition J.F. MATTEI : crime contre humanité par O.N.U. avec sanction à l'appui.

…la dédifférenciation ou reprogrammation génétique…

Fin des cellules souches embryonnaires ? juin 2007 : reprogrammation de cellules de peau adultes en iPS : cellules pluripotentes induites par insertion de 4 gènes (Kyoto) octobre 2008 : conversion de cellules pancréatiques d’un type en un autre chez la souris par modification de 3 gènes (Harvard) décembre 2009 : reprogrammation de cellules ovariennnes adultes en cellules testiculaires par ablation du gène FOXL2 (Heidelberg) Transformation d’un fibroblaste en neurone fonctionnel par injection de 3 gènes actifs des neurones : Ascl1, Brn2 et Myt11 (Stanford) Nature 27/01/2010 Obtention de macrophages de souris en culture par inactivation de 2 gènes : MafB et c-Maf (Marseille-Luminy) Science novembre 2009

Cellules souches adultes quelques succès : peau, muscle, hémato, rétine…. (Daniel Louvard – Nicole Le Douarin) reconstitution intestinale en 3 D (souris) à partir d’une seule cellule souche colique implantation et restauration de la muqueuse idem …pancréas, estomac, poumons…? (Hans Clevers (Utrecht) et Mamoru Watanabe (Tokyo)

ARN interférent (ARN-i) Craig MELLO et Andrew FIRE (1998) Prix Nobel de Méd. et de Physio. 2006

ARNi et THERAPEUTIQUE Toutes les maladies virales : SIDA…grippe aviaire… En cancérologie (K. de la prostate…) Maladies dégénératives : Parkinson, Charcot… Hypercholestérolémie, D.M.L.A… Coton OGM comestible ! …crème épilatoire intégrale !... Enjeux financiers +++ (cf. ALNYLAM*) …Recherche : remplace souris « k.o » D.M.L.A. : siRNA-027 par voie intravitréenne

in « la Recherche » janvier 2009

« la médecine n’est facile que pour les imbéciles. les médecins sérieux découvrent toujours des difficultés » Rhazès (850-925)

THÉRAPIE GÉNIQUE ET VIEILLESSE  Problèmes socio-économiques et médicaux posés par allongement durée de vie.  Gènes de "longévité" en cours d'étude. Des résultats chez organismes rudimentaires : Anémones de mer… Levure (gènes Ras2 et Sch9) : Valter Longo (Université de Caroline du Sud)  Quelques déclarations fracassantes.  Mythe faustien de l'immortalité…

Prix Nobel de Médecine 2009 : Elizabeth BLACKBURN, Jack SZOSTAK et Carol GREIDER Pour leurs travaux sur les Télomères et la Télomérase applications dans l’étude du vieillissement dans la thérapie anti-cancéreuse…

RACCOURCISSEMENT DES TELOMERES (J. Arturo Londono-Vallejo)

 Comprendre mieux les mécanismes du vieillissement  Privilégier la qualité de survie plutôt que le nombre d'années : « il faut mourir jeune …mais le plus tard possible ! » G.B. Shaw Se souvenir que "la vie est une maladie mortelle sexuellement transmissible" Woody Allen

CONCLUSION Les progrès sont considérables mais il faudra encore des décennies avant que se réalisent certaines applications pratiques attendues par les malades. Les avancées les plus prometteuses, dans l’immédiat, relèvent des cellules souches adultes, de la dédifférenciation cellulaire et de l’interférence de l’ARN.  Dès maintenant, la meilleure connaissance des mécanismes génétiques permet d'entrevoir des progrès thérapeutiques "classiques" très importants.  Les risques de dérive en matière de clonage, comme de médecine prédictive d'ailleurs, nécessitent une réflexion éthique "citoyenne" et pas seulement des professionnels et des chercheurs.