Epissage alternatif à des fins thérapeutiques dans le cadre des amyotrophies spinales

Alternative splicing for therapeutic purposes in the context of spinal amyotrophies

• Auteur / Autrice : Valérie Robin
• Direction : Luis Garcia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amyotrophie

Acides nucléiques antisens

Épissage (génétique)

Résumé

L’amyotrophie spinale (SMA) est une maladie génétique neuromusculaire causée par des mutations dans le gène SMN1 codant la protéine SMN (Survival MotoNeurone). Chez les patients SMA, la gravité du phénotype est inversement proportionnelle à la quantité de SMN produite. Cette production très faible, provient de l’activité résiduelle du gène SMN2 dont le nombre de copies varie selon les individus. SMN2 diffère de SMN1 par 5 nucléotides parmi lesquels une transition C-T dans l’exon 7 crée un ESS putatif empêchant l’épissage de celui-ci. Ainsi, la majorité des transcrits SMN2 ne possède pas l’exon 7 et ne peuvent assurer la production de SMN. Notre stratégie est d’intervenir via des séquences antisens au niveau de la définition de l’exon 7 SMN2 pour favoriser son inclusion dans le messager final. L’analyse des motifs de cette définition nous a conduit à masquer l’ISS de l’intron 7 ou la partie terminale de l’exon 7 formant une tige-boucle renforçant l’ESS putatif à l’aide d’oligonucléotides synthétiques 2’O-méthyl et tricyclo-ADN. Ces molécules ont d’abord été testées in vitro sur cellules de patients. L’analyse par RT-PCR montrent une ré-inclusion dans environ 60% des messagers SMN2. La protéine SMN est abondamment produite et correctement localisée dans les gems nucléaires. Le meilleur antisens tricyclo-ADN a ensuite été évalué in vivo dans deux modèles SMA murins de sévérités variables. Dans les deux types, nous mettons en évidence une amélioration du phénotype. L’ensemble de ces résultats démontre l’efficacité de l’inclusion d’exon à l’aide de tricyclo-ADN, approche qui pourrait concerner la totalité des patients SMA.

Spinal Muscular Atrophy (SMA) is a neuromuscular genetic disorder caused by mutations in the SMN1 gene encoding the SMN protein (Survival Motor Neuron). In SMA patients, the severity of the disease is inversely proportional to the amount of SMN produced. This very low production comes from the residual activity of the SMN2 gene which copy number varies between individuals. SMN2 differs from SMN1 by only 5 nucleotides including a C>T transition in exon 7 which creates a putative ESS preventing splicing of exon 7. Thus, the majority of SMN2 transcripts lacks exon 7 and can not ensure the production of SMN. Our strategy is to intervene via antisense sequences on the definition of SMN2 exon 7 to improve its inclusion in the final messenger. The analysis of this definition has led us to hide the ISS on intron 7 or the terminal portion of exon 7 forming a stem-loop reinforcing the putative ESS using synthetic oligonucleotides 2 'O-methyl and tricyclo-DNA, a new chemistry. These molecules were tested in vitro on patients cells. RT-PCR analysis showed exon 7 re-inclusion in about 60% of the messenger, a SMN resurgence by Western blot and by immunofluorescence the presence of nuclear gems characteristics of the SMN protein. This strategy was pursued in vivo in two SMA mice models varying severity. In both types, we showed an improvement of the phenotype. Taken together, these results demonstrate the efficiency of exon inclusion with tricyclo-DNA, an approach that could affect all SMA patients.