Mécanismes moléculaires impliqués dans l’efficacité de transduction des vecteurs AAV dans le muscle dystrophique

Molecular mechanisms involved in the transduction efficiency of AAV vectors in dystrophic muscle

• Auteur / Autrice : Julie Chassagne
• Direction : Marc Bitoun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 11/10/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en myologie (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Onnik Agbulut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sofia Benkhelifa-Ziyyat, Etienne Morel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Caroline Le Guiner, Ana Buj-Bello

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dystrophine

Facteurs de transcription

Dependovirus

Thérapie génique

Myopathie pseudo-hypertrophique de Duchenne

Mots clés libres

Dystrophie musculaire de Duchenne

Dystrophine

Muscle

Virus adéno-associé

Endosome

Transport

Thérapie génique

AAV8

RFX

Duchenne Muscular Dystrophy

Dystrophin

Muscle

Adeno-Associated virus

Endosom

Transport

Gene therapy

AAV8

RFX1

Résumé

La Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique causée par l’absence de dystrophine et provoquant une dégénérescence musculaire sévère. Aucun traitement curatif n’existe aujourd’hui mais la thérapie génique par vecteur AAV est l’une des stratégies les plus prometteuses pour traiter la DMD. Malgré l’efficacité bien établie de l’AAV de sérotype 8 (AAV8) pour le transfert de gène dans le muscle, de fortes doses de vecteurs sont nécessaires pour obtenir une efficacité thérapeutique dans des modèles animaux de la DMD. Dans ce contexte, j’ai étudié les mécanismes qui peuvent limiter l’efficacité de transduction du vecteur AAV8 dans le muscle dystrophique. Pour cela, j’ai étudié le devenir du vecteur AAV dans le muscle DMD puis caractérisé le système endosomal, essentiel au transport et la maturation des vecteurs AAV, dans différents modèles de la DMD. Mes résultats ont montré que l’efficacité de transduction de l’AAV8 est plus faible dans les cellules musculaires DMD comparées aux contrôles. De plus, la dérégulation du système endosomal dans la DMD peut impacter le transfert de gène par vecteur AAV dans ces cellules. Par ailleurs, l'amélioration de l'efficacité des vecteurs AAV en thérapie génique nécessite aussi une meilleure connaissance des protéines cellulaires qui interagissent avec le génome viral et qui régulent son expression. Dans ce contexte, nous avons montré que les facteurs de transcription RFX1 et RFX3 sont capables d’interagir avec la région ITR du génome viral et de moduler l’expression des vecteurs AAV.

Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is a genetic disorder caused by the absence of dystrophin and causing severe muscle degeneration. No curative treatment exists today but AAV-based gene therapy is one of the most promising strategies for treating DMD. Despite the well-established efficacy of AAV serotype 8 (AAV8) for gene transfer into muscle, high doses of vectors are required to achieve therapeutic efficacy in DMD animal models. In this context, I aimed at investigating the mechanisms that may limit the transduction efficiency of the AAV8 vector in dystrophic muscle. For this, I studied the fate of the AAV vector in the DMD muscle and then characterized the endosomal system, essential for the transport and maturation of AAV vectors, in different models of DMD. We have shown that the transduction efficiency of AAV8 is lower in DMD muscle cells compared to controls. The dysfunction of the endosomal system identified in this study may impact AAV vector gene transfer into these cells. Moreover, improving the efficiency of AAV vectors in gene therapy also requires a better understanding of cellular proteins that interact with the viral genome and regulate its expression. In this context, we have shown that the transcription factors RFX1 and RFX3 are able to interact with the ITR region of the viral genome and to modulate the expression of AAV vectors.