Mise au point de stratégies d'édition de gène à l'aide d'endonucléases artificielles pour le traitement des hépatopathies héréditaires : application à la maladie de Crigler Najjar de type I

Development of gene editing strategies using artificial endonucleases for the treatment of liver inherited diseases: application to Crigler Najjar type I disease

• Auteur / Autrice : Cécilia Abarrategui-Pontes
• Direction : Guillaume Podevin, Tuan Huy Nguyen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Nantes Université. Pôle Santé. UFR Médecine et Techniques Médicales (Nantes)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Labrune, Jean-Christophe Pagès
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Dubart-Kupperschmitt, Carine Giovannangeli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rat Gunn

Stéatose hépatique non alcoolique

Thérapie génique

Endonucléases

Ictère familial congénital de Crigler et Najjar

Résumé

La maladie de Crigler Najjar de type I est une maladie métabolique du foie due à un déficit total en UDP-glucuronosyl transférase A1 (UGT1A1). Chez les patients, Dans cette maladie, une mutation du gène codant l'enzyme UGT1A1 entraîne une hyperbilirubinémie non conjuguée responsable d'un ictère. Le traitement actuel repose sur une photothérapie, voire une transplantation hépatique. Cette maladie représente un paradigme pour la thérapie génique des maladies héréditaires du foie. Une guérison du modèle animal spontané de CNI, le rat Gunn, a été obtenue par thérapie génique daddition avec des vecteurs viraux. Cependant, ces approches présentent notamment le risque potentiel de mutagenèse insertionnelle. Ces inconvénients font apparaître l'intérêt du développement de nouvelles approches de thérapie génique ciblée. Les nucléases à doigts de zinc (ZFNs) et les Transcription Activator-like Effectors Nucleases permettent la modification du génome à façon par correction génique notamment. La première partie de la thèse a consisté à développer un système de vectorisation virale de ZFNs avec des vecteurs lentiviraux et AAV. Dans un second temps, nous avons utilisé les outils développés pour mettre au point une stratégie de réparation génique in vivo de l'UGT1A1 chez le rat Gunn. Cette stratégie a permis une correction subthérapeutique de la bilirubinémie. Ce projet a démontré la faisabilité d'une stratégie de thérapie génique ciblée pour les maladies héréditaires du foie. Cela offre de nouvelles possibilités de thérapie génique avec une meilleure spécificité et une amélioration de la biosécurité.

Crigler Najjar type 1 (CNI) disease is a liver metabolic inherited disease due to UDP-glucuronosyl transferase (UGT1A1) enzyme deficiency. The patients have a mutation into the UGT1A1 gene responsible for an unconjugated hyperbilirubinemia that lead to an icterus. They are treated with phototherapy and liver transplantation. CNI is a paradigm for liver inherited diseases. Gene therapy represents a new hope for the treatment of such diseases. Lifelong cure of the Gunn rat model of CNI has been obtained through gene therapy with viral vectors. However, there are still drawbacks, such as risks of insertional mutagenesis. Thus, it is important to develop strategies of targeted gene therapy. Zinc Finger Nucleases (ZFNs) and Transcription Activator-like Effectors Nucleases (TALENs) allow targeted genome editing, through gene repair for example. They induce a specific DNA double strand break that promotes the insertion of an exogenous custom DNA donor through homologous recombination. The first part of this thesis consisted in the development of lentiviral and AAV vectors to deliver a whole ZFNs pair. The second part consisted in using these tools for in vivo gene repair in the Gunn rat. We showed that the endogenous mutation of UGT1A1 gene in the Gunn rat can be repaired in vivo at a level sufficient to obtain a subtherapeutic effect. Such recent strategies may offer safer therapeutic options to treat inherited monogenic diseases.