Transfert de gène à l'aide d'AAV dans le muscle squelettique : effet de la voie d'administration du vecteur sur le système immunitaire de l'hôte

• Auteur / Autrice : Gwladys Gernoux
• Direction : Philippe Moullier, Oumeya Adjali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, médecine et santé. Biophysique et imagerie médicale
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers (2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Nantes Université. Pôle SantéUFR Médecine et Techniques Médicales (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations virus-vecteur

Muscles squelettiques

Thérapie génique

Maladies musculaires

Dependovirus

Résumé

Les vecteurs dérivés des virus adéno-associés (AAVr) sont des outils de choix pour la thérapie génique. En absence d'une réponse immune, ils permettent une expression à long terme du transgène s'ils sont administrés en intramusculaire (IM). Néanmoins, cette voie ne permet pas de cibler un nombre suffisant de muscles pour le traitement de myopathies et est souvent associée à une réponse immune envers le produit du transgène. Cette immunotoxicité pourrait-être due à une concentration du vecteur in situ, résultant en une interaction rapide et importante du vecteur avec le système immunitaire de l'hôte, comme nous l'avons confirmé chez la souris. La voie locorégionale (LR), qui consiste à injecter le vecteur par voie intraveineuse sous pression dans un membre isolé, apparait aujourd'hui comme une alternative attractive. Elle permet de transduire efficacement les muscles du membre injecté, sans induire de rejet du produit du transgène. Pour confirmer ces observations ainsi qu'évaluer l'impact du type de promoteur sur l'immunotoxicité de la voie LR, des primates ont été injectés avec un vecteur codant pour une protéine immunogène sous le contrôle d'un promoteur ubiquitaire ou alors spécifique du muscle. Nos résultats montrent que, quel que soit le promoteur, la voie LR permet une expression à long terme du transgène immunogène dans le muscle malgré la survenue d'une réponse immune spécifique. Contrairement à la voie IM, la voie LR ne semble pas entrainer de signaux inflammatoires in situ suffisants pour induire une réponse immune délétère envers le transgène. Cette voie apparait donc comme prometteuse pour le traitement de myopathies par thérapie génique à l'aide d'AAVr.

Adeno-associated viral (AAV) vectors are promising tools for gene therapy. In the absence of any immune response, a single intramuscular (IM) injection can result in long-term transgene expression. However, this mode of delivery is not able to target large skeletal muscle territories and is often associated to the immune rejection of the transgene product in large animal models. This immunotoxicity could be explained by an in situ vector concentration resulting in early and strong interactions between the vector and the host immune system, as we confirmed in a mouse model. As an alternative, locoregional (LR) mode of delivery could be an attractive alternative. It consists in an isolated limb perfusion under pressure. LR was shown to allow the transduction of large skeletal muscle areas in the injected limb and without inducing transgene rejection. To confirm these observations, and in order to evaluate the impact of the promoter type on vector-associated immunotoxicity, non-human primates were injected with an AAV vector encoding an immunogenic protein under the control of either the ubiquitous CMV or the desmin muscle-specific promoters. Our results show that, whatever the promoter used, LR route leads to persisting transgene expression in the muscle despite a specific immune response. In contrast to IM delivery, LR route seems to result in insufficient in situ inflammatory signals to induce immune transgene rejection. In conclusion, LR mode of administration nowadays appears promising for AAV-based gene therapy of myopathies.