Optimisation d'une approche de thérapie génique pour la glycogénose de type III basée sur des vecteurs viraux de type adéno-associés
Auteur / Autrice : | Antoine Gardin |
Direction : | Giuseppe Ronzitti, Fabienne Rajas |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biotechnologies |
Date : | Soutenance le 04/07/2023 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Approches génétiques intégrées et nouvelles thérapies pour les maladies rares (Evry, Essonne) |
référent : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....) | |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Emmanuel Gonzales |
Examinateurs / Examinatrices : Pasquale Piccolo, Caroline Le Guiner, Gloria González Aseguinolaza | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Pasquale Piccolo, Caroline Le Guiner |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
La glycogénose de type III (GSDIII) est une maladie rare du métabolisme liée à des mutations du gène AGL codant l'enzyme débranchante du glycogène (GDE). Elle s'accompagne d'une accumulation de glycogène dans le foie, le cœur et les muscles. La grande taille de l'ADN complémentaire de GDE rend difficile l'utilisation d'une stratégie de thérapie génique basée sur un vecteur adéno-associé recombinant (rAAV) unique.Dans la première partie de ce travail, nous avons développé une approche utilisant un vecteur rAAV unique en générant une forme tronquée fonctionnelle de GDE, afin de permettre la correction de l'atteinte musculaire et cardiaque dans plusieurs modèles de GSDIII. En utilisant la structure tridimensionnelle de GDE et la position des variants faux-sens décrits dans cette pathologie, nous avons généré plusieurs GDE tronquées conservant une activité enzymatique. Une des GDE ayant une délétion dans le domaine N-terminal, ∆Nter2-GDE, conserve une activité équivalente à celle de la GDE de taille complète in vivo. Un vecteur rAAV exprimant ∆Nter2-GDE, injecté par voie intraveineuse à des souris Agl-/-, a permis la correction complète de l'accumulation de glycogène dans le cœur et les muscles squelettiques trois mois après injection et une normalisation de l'histologie et de la force musculaire des souris. Une correction équivalente a aussi été obtenue dans le cœur et les muscles de rats Agl-/- injectés avec ce même vecteur. Enfin, l'expression de ∆Nter2-GDE dans des cellules musculaires humaines invalidées pour le gène AGL permet aussi de corriger l'accumulation de glycogène, sans toxicité spécifique.Ces résultats démontrent la possibilité de corriger l'atteinte musculaire dans plusieurs modèles de GSDIII en utilisant une GDE tronquée et sont prometteurs pour une éventuelle utilisation clinique de ce vecteur pour traiter des patients atteints de GSDIII.Dans la seconde partie de ce travail, nous avons optimisé un vecteur rAAV unique afin de cibler le foie et de corriger l'atteinte hépatique des souris Agl-/-. Le vecteur développé dans la première partie ne permet pas une correction du foie du fait de l'utilisation d'un promoteur et d'une capside virale sans ciblage ou expression dans le foie. L'injection d'un vecteur rAAV optimisé pour le ciblage du foie dans des souris Agl-/- de 4-5 mois, ayant déjà une fibrose hépatique avancée, permet une correction transitoire des paramètres biochimiques (glycémie, ASAT, ALAT), avec une perte de correction progressive 6 mois après injection. Une injection plus précoce, dans des souris Agl-/- de 6 semaines sans fibrose lors de l'injection, permet une correction du phénotype hépatique chez la moitié des animaux, persistant 9 mois après injection. L'autre moitié des animaux présentent néanmoins une perte progressive de correction à partir de 6 mois post-injection, comme chez les souris injectées à un âge plus avancé. Les raisons de ce phénomène sont en cours de caractérisation.Une poursuite de l'optimisation reste donc nécessaire afin d'améliorer la correction du phénotype hépatique et surtout afin de pouvoir corriger la totalité des atteintes de la GSDIII, hépatique, musculaire et cardiaque, en utilisant un seul vecteur rAAV.