Retrouver l'usage de ses sens grâce à la thérapie génique

Ne pas pouvoir entendre, voir ou sentir le monde qui nous entoure, voici ce que subissent ceux dont les récepteurs sensoriels sont défectueux. Les troubles sévères de l’audition, de la vision ou de l’odorat sont pour moitié liés à des mutations génétiques présentes dès la naissance. Les scientifiques réunissent leurs efforts pour identifier les gènes déficients, mais les thérapies qui pourraient en découler tardent a être développées. Pour la première fois, des chercheurs ont réussi à restaurer l’odorat et l’ouïe de souris grâce à la thérapie génique. Chez l’homme, cette technique en plein essor avait déjà permis de rendre la vue.

Ne pas pouvoir entendre, voir ou sentir le monde qui nous entoure, voici ce que subissent ceux dont les récepteurs sensoriels sont défectueux. Les troubles sévères de l’audition, de la vision ou de l’odorat sont pour moitié liés à des mutations génétiques présentes dès la naissance. Les scientifiques réunissent leurs efforts pour identifier les gènes déficients, mais les thérapies qui pourraient en découler tardent a être développées. Pour la première fois, des chercheurs ont réussi à restaurer l’odorat et l’ouïe de souris grâce à la thérapie génique. Chez l’homme, cette technique en plein essor avait déjà permis de rendre la vue.

 

 

. Les troubles sévères de l’audition, de la vision ou de l’odorat sont pour moitié liés à des mutations génétiques présentes dès la naissance. sources : pfly/ Flickr ; denniswong/Flickr ; ericcasequin/Flickr
les sens

 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- La thérapie génique consiste à remplacer le gène « défectueux » des cellules malades par une copie « saine » de ce gène, le tout visant à restaurer la fonction biologique associée. Un virus rendu inoffensif est utilisé comme un cheval de Troie pour transporter le « gène-médicament » dans l'organisme. Appelé "vecteur viral", ce virus peut cibler les cellules à traiter et transférer la copie du gène directement dans leur noyau. La protéine codée par ce gène peut alors être à nouveau produite par les cellules traitées, qui retrouvent ainsi leur fonctionnement optimal.

 

Thérapie génique : remplacer le gène « défectueux ». http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Gene_therapy.jpg
fonctionnement thérapie génique

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La thérapie génique est une technique en vogue pour traiter définitivement les nombreuses maladies d'origine génétique. Les recherches menées dans les laboratoires du monde entier visent tout d'abord à identifier les multiples gènes défectueux, un travail de titan en soi. En parallèle, il faut mettre au point diverses stratégies ciblées et fiables pour transporter les gènes-médicaments dans les cellules à traiter (voir encadré ci-dessus). Les avancées techniques réalisées pour une pathologie peuvent parfois profiter à d'autres. C'est ainsi qu'après avoir réussi à redonner la vue à des patients atteints de cécité, la communauté scientifique s'est attaquée à deux autres troubles sensoriels majeurs : la surdité et l'anosmie.

 

Des souris retrouvent l’ouïe et l’odorat

L’absence d’odorat, ou anosmie, touche 1 à 2% des personnes aux Etats-Unis. Ce trouble peut altérer la motivation à se nourrir et empêcher de détecter des molécules nocives dans l’environnement. Lorsqu’il est d’origine génétique, ce déficit sensoriel provient d’une anomalie des neurones sensoriels olfactifs : ils sont dépourvus de cils. Ces petites protrusions allongées, situées à la surface des neurones, agissent comme des antennes. Des récepteurs y captent les molécules odorantes, et génèrent en retour les signaux neuronaux olfactifs. Une étude pilotée par le Dr Jeffrey Martens, professeur associé de pharmacologie de l’université du Michigan, a permis de restaurer l’odorat chez des souris modèles d’anosmie. Dans leur étude publiée début septembre 2012, ils expliquent qu'une solution de virus porteurs du gène IFT88, déficient chez ces souris, a été directement injectée dans leur cavité nasale. Les neurones olfactifs qui s’y trouvent ont été efficacement infectés et les cils qu'ils avaient perdus ont pu repousser. Au bout de 14 jours, les neurones à nouveau intacts étaient même capables de transmettre l'information sensorielle en réponse à une forte odeur.

Une autre équipe américaine a quant à elle pu traiter une surdité d'origine génétique, qui affecte environ un enfant sur 1000 à la naissance. Dans une étude publiée en juillet 2012, le Pr Lawrence Lustig, spécialiste de l'audition de l'université de Californie, a utilisé comme modèle des souris dépourvues de la protéine VGLUT3. Ce transporteur du glutamate est indispensable à la transmission des signaux auditifs depuis la cochlée (structure interne de l'oreille) vers le cerveau. Les messages nerveux auditifs sont générés par des cellules pourvues de cils, qui bougent en réponse aux vibrations sonores. Les chercheurs ont injecté un vecteur viral directement dans la cochlée, pour transférer le gène codant pour VGLUT3 dans les cellules ciliées. Deux semaines plus tard, les souris avaient retrouvé une audition quasi-normale.

 

Image microscopique d’un neurone olfactif, les cils apparaissant en jaune et vert. Image de University of Michigan Health System
imagerie neurale

 

 

 

 

 

 

 

 

Un succès pionnier qui a rendu la vue

Ces deux tentatives de thérapie génique chez la souris font suite au précèdent succès de l'équipe du Dr Jean Bennett, professeur d'ophtalmologie de l'université de Pennsylvanie, qui en 2008 a pu restaurer la vision chez l'homme. Les patients aveugles étaient atteints d'une mutation génétique du gène RPE65, responsable de la destruction des photorécepteurs de la rétine. Situés au fond de l’œil, ces capteurs détectent la lumière et traduisent ces signaux pour les envoyer au cerveau. Un virus porteur du gène RPE65 a été injecté dans l’œil des patients, qui ont retrouvé la vue en quelques semaines. Ils pouvaient à nouveau détecter des obstacles, lire de gros caractères et même reconnaitre des visages. Non seulement les photorécepteurs ont été rétablis, mais le cerveau a aussi été remodelé. En 2011, l'imagerie par IRM fonctionnel a montré que les régions cérébrales impliquées dans la vision, auparavant « éteintes », ont commencé à s'activer. La même stratégie a ensuite été appliquée au second œil, ce qui a rendu la vision encore plus efficace (résultats publiés en février 2012). En effet, la coordination entre les deux yeux est nécessaire pour appréhender correctement notre environnement visuel.

 

Les challenges à venir pour restaurer les sens chez l’homme

Ces différentes études font grandir l’espoir de pouvoir généraliser la thérapie génique à plusieurs déficits sensoriels chez l'homme. Cela pourrait toutefois prendre une décennie, malgré le fait que les organes sensoriels à cibler ont pour avantage d’être périphériques et donc facilement accessibles par des injections peu invasives.

Plusieurs limitations à ces thérapies géniques sont soulevées par les chercheurs. Tout d'abord, les traitements sont d’autant plus efficaces qu’ils sont appliqués précocement dans le développement de la maladie, avant que la dégénérescence des cellules sensorielles ne soit trop avancée. Les sens sont rétablis plus rapidement, mais aussi plus durablement. L’effet bénéfique semble stable chez les patients aveugles. En revanche, il n'est pour l'instant pas définitif chez les souris atteintes d'anosmie et de surdité, bien qu'il soit significativement durable (la moitié de leur vie). Des injections répétées pourraient être nécessaires au maintien permanent des fonctions sensorielles. Le risque majeur d’effet secondaire serait alors une réaction inflammatoire du système immunitaire. Toutefois une telle réaction n’a pas été observée chez les patients du Dr Jean Bennett qui ont reçu une deuxième injection dans l’œil, à plusieurs mois d’intervalle. Cela s'explique par le faible dosage et la pureté de la solution virale utilisée, ou bien aussi parce que l'œil est relativement inaccessible au système immunitaire.

Le bon dosage et les délais entre les injections seront donc cruciaux pour la réussite du traitement. Ils devront être précisément ajustés, en fonction de chaque patient bien sûr, mais surtout en fonction du gène ciblé. En effet, une même pathologie sensorielle chez plusieurs patients repose souvent sur la mutation de différents gènes. Les thérapies géniques devront donc être hautement personnalisées, afin de traiter efficacement non plus seulement les symptômes visibles, mais la cause intrinsèque de la maladie.

 

A propos de l’auteur :

Elodie Gautier est docteur en neurobiologie et passionnée de science sous toutes ses formes. Curieuse des innovations d’hier et d’aujourd’hui, elle souhaite diffuser ces savoirs et la culture scientifique au plus grand nombre. Elle a débuté ses missions de communication scientifique pour le magazine « Le monde de l’intelligence », avant d’élargir ses horizons à d’autres supports sur la toile. Vous pouvez visiter ses comptes Twitter, Viadéo et LinkedIn.

 

 

En savoir plus :

Communiqués de presse annonçant les résultats de l'étude du Dr Jeffrey Martens :

- publié par l'université du Michigan, "Can't smell anything? This discovery may give you hope": http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-09/uomh-csa083112.php

- publié par le NIH " NIH-funded researchers restore sense of smell in mice using genetic technique " : http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-09/niod-nrr083012.php

Concernant l'étude du Dr Jeffrey Martens: " Gene therapy restores sense of smell to mice" : http://www.nature.com/news/gene-therapy-restores-sense-of-smell-to-mice-1.11333

Communiqué de presse annonçant les résultats de l'étude du Pr Lawrence Lustig: "Gene therapy holds promise for reversing congenital hearing loss ": http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-07/cp-gth072012.php

Concernant l'étude du Pr Lawrence Lustig: " Have you heard? Viral-mediated gene therapy restores hearing" : http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(12)00568-5

 

Concernant les résultats de l'étude du Dr Jean Bennett: "Gene Therapy for Inherited Blindness Succeeds in Patients' Other Eye" : http://www.newswise.com/articles/gene-therapy-for-inherited-blindness-succeeds-in-patients-other-eye