Good Mood

quand le fils de Katie Brady est né, tout semblait normal. Le personnel de l’hôpital lui a piqué le talon pour obtenir du sang pour un test de dépistage néonatal de routine, et elle et son mari ont attendu le résultat sans trop se soucier., Le couple avait déjà trois enfants — toutes des filles — et la seule chose qui semblait distinguer Henry de ses frères et sœurs à la naissance était le fait qu’il était un garçon.

Mais dans les jours qui ont suivi, il n’a pas pris autant de poids que les autres enfants de Brady l’avaient fait immédiatement après la naissance. Ensuite, le résultat du test sanguin est revenu, et L’inquiétude de Brady a augmenté., « Nous avons reçu l’appel quand il avait six jours disant que son dépistage néonatal n’était pas concluant pour la fibrose kystique », dit-elle, faisant référence à la maladie génétique souvent mortelle dans laquelle le chlorure ne peut pas entrer et sortir des cellules normalement, provoquant une accumulation de mucus dans les poumons qui crée un terrain fertile pour les infections mortelles. Quand Henry a trois semaines, sa famille l’a ramené à l’hôpital, où les médecins analysé sa sueur. Le test a montré des niveaux élevés de chlorure, confirmant les craintes de tout le monde. Henry avait la maladie.,

L’équipe médicale a prélevé des échantillons supplémentaires de sang de Henry pour découvrir quelles mutations il portait dans le gène à l’origine de son état: le régulateur de conductance transmembranaire de la fibrose kystique (CFTR). ” Nous n’avons découvert sa mutation génétique que huit semaines plus tard », explique Brady. Bien que la fibrose kystique soit l’une des maladies génétiques potentiellement mortelles les plus courantes, affectant environ 90 000 personnes dans le monde, certaines mutations CFTR sont plus fréquentes que d’autres., De plus, les personnes atteintes de fibrose kystique ont des mutations dans leurs deux gènes CFTR, de sorte que différentes personnes ont différentes combinaisons de mutations.

Henry s’est avéré avoir une mutation ultra-rare dans les deux copies de son gène CFTR. ” Ils nous ont dit qu’il y avait peut-être deux autres personnes dans le pays ou dans le monde qui ont sa combinaison de gènes », explique Brady.

de nouvelles options

La dernière décennie a apporté d’énormes percées dans les traitements médicamenteux pour la fibrose kystique., En 2012, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé l’ivacaftor, vendu sous la marque Kalydeco par Vertex Pharmaceuticals à Boston, Massachusetts. Ivacaftor a été le premier médicament à traiter la cause sous-jacente de la fibrose kystique en sauvant la fonction de la protéine fabriquée par CFTR, et plus de médicaments qui agissent de manière similaire sont arrivés depuis lors. En 2019, la FDA a approuvé le Trikafta de Vertex, une combinaison de trois médicaments d’ivacaftor, d’elexacaftor et de tezacaftor qui a augmenté la fonction pulmonaire chez les personnes atteintes de fibrose kystique de 14% en moyenne dans les essais cliniques1., Bien que cela ne semble être qu’une amélioration mineure, les patients disent qu’ils ressentent la différence avec même de petites augmentations de la fonction pulmonaire. Trikafta fonctionne pour les personnes atteintes de fibrose kystique qui ont au moins une copie de la mutation F508del dans leurs gènes CFTR. Cela représente environ 90% des personnes atteintes de la maladie.

cependant, Henry n’a pas cette mutation, ni aucune des autres mutations ciblées par les médicaments récents. Il fait partie de ceux qui ont des mutations ultra-rares dans CFTR qui empêchent le gène de produire quelque protéine que ce soit., Les médicaments ne peuvent pas sauver la protéine, car elle n’est pas là. ” Les médicaments qui sont sortis ne l’aideront pas du tout », dit sa mère. Pour des patients comme Henry, les thérapies génétiques sont l’espoir le plus prometteur pour une vie saine.

Les scientifiques tentent depuis 30 ans d’utiliser la thérapie génique contre la fibrose kystique. Dans les efforts passés, les virus qu’ils ont conçus pour fournir la copie de travail du gène dans les cellules n’ont pas fonctionné efficacement., Maintenant, grâce à de meilleurs vecteurs et à d’autres innovations dans la fourniture de séquences génétiques, les thérapies de remplacement génique sont en voie d’essais cliniques, et le domaine prend de l’ampleur.

en octobre 2019, la Cystic Fibrosis Foundation, une organisation à but non lucratif de Bethesda, dans le Maryland, a annoncé un financement de 500 millions de dollars américains au cours des six prochaines années pour la recherche sur les traitements de la fibrose kystique, y compris les approches de thérapie génique., Et en avril 2020, Vertex Pharmaceuticals a déclaré qu’il était en partenariat avec la société de biotechnologie Affinia Therapeutics à Waltham, Massachusetts, pour développer des thérapies géniques pour la fibrose kystique.

Michael Boyle, directeur général de la fondation de la fibrose kystique, dit que les scientifiques devraient explorer de nombreuses thérapies génétiques différentes qui pourraient aider les personnes dont la maladie ne peut pas être traitée avec des médicaments tels que le Trikafta. « Nous voulons avoir beaucoup de tirs au but dans ce dernier groupe,” dit-il.

Les thérapies géniques sont déjà approuvées pour d’autres maladies., Fin 2017, par exemple, la FDA a fait les gros titres en approuvant une thérapie de remplacement génique in vivo appelée voretigene neparvovec, ou Luxturna, qui traite une forme rare de cécité héréditaire.

Katie Brady dit que les médecins ont changé d’avis et sont beaucoup plus optimistes quant aux options de thérapie génique qu’ils ne l’étaient quand Henry est né. « Quand il a été diagnostiqué il y a cinq ans, ils ont dit que la science a parcouru un long chemin et que de grandes choses sont à venir, mais ils n’étaient pas aussi optimistes qu’aujourd’hui”, dit-elle. « C’est un monde complètement différent., Nous avons dit dans les deux dernières années qu’ils croient qu’il y aura probablement quelque chose pour lui, afin qu’il puisse vivre une vie normale. »

devenir viral

Les scientifiques ont identifié pour la première fois le gène CFTR comme étant le responsable de la fibrose kystique en 1989. À peine un an plus tard,deux groupes différents3, 4 ont montré indépendamment qu’il était possible d’introduire le gène dans des cellules ex vivo à l’aide d’un vecteur viral, provoquant la production de la protéine CFTR par les cellules. Cette preuve de concept a stimulé la recherche sur la thérapie génique contre la fibrose kystique en utilisant les adénovirus comme vecteurs viraux., Habituellement, les adénovirus causeraient le rhume ou d’autres infections des voies respiratoires, mais les chercheurs ont utilisé des versions non nocives et les ont conçues de manière à ce qu’elles portent le gène CFTR. En 1993, les résultats du premier essai clinique de cette approche ont été publiés5.

l’essai de 1993, mené par une équipe qui comprenait des biologistes du Collège de Médecine de L’Université de L’Iowa à Iowa City et de la société de biotechnologie Genzyme à Cambridge, Massachusetts, était une première tentative d’un type de thérapie appelée remplacement génique., Dans cette approche, le gène est introduit dans les cellules d’une personne, mais la séquence ne s’intègre pas dans leur ADN. Mais les résultats de ce premier essai de thérapie génique pour la fibrose kystique ont été ternes-comme ce fut le cas avec d’autres essais au cours des prochaines années.

Les scientifiques ont commencé à s’inquiéter du fait que l’administration répétée des traitements à base d’adénovirus provoquait une réponse immunitaire qui neutralisait le virus, rendant le traitement inefficace. Puis la tragédie a frappé., En 1999, un jeune homme de 18 ans nommé Jesse Gelsinger a subi un traitement à base d’adénovirus pour un trouble héréditaire. Quatre jours plus tard, il est mort d’une réaction immunitaire massive appelée tempête de cytokines.

le domaine de la thérapie génique s’est brutalement arrêté. Lorsque les travaux ont repris progressivement, la communauté de recherche a abandonné les adénovirus et est passée aux virus adéno-associés (AAVs), qui étaient censés provoquer une réponse immunitaire plus douce., En février 1999, avant la mort tragique de Gelsinger, un groupe de la Stanford University School of Medicine en Californie avait publié les résultats d’un essai clinique de dix patients atteints de fibrose kystique qui ont reçu une thérapie génique utilisant un vecteur AAV6. Cet essai et les suivants n’ont pas produit d’amélioration majeure des symptômes. Mais ils ne semblent pas non plus causer les problèmes immunologiques massifs qui ont surgi avec les vecteurs d’adénovirus.

les compagnies pharmaceutiques poursuivent toujours des Vaa pour le traitement de la fibrose kystique., La société de thérapie génique 4D Molecular Therapeutics à Emeryville, en Californie, a plusieurs thérapies à base D’AAV en développement préclinique, et Spirovant, une entreprise de thérapie génique à Philadelphie, en Pennsylvanie, poursuit également cette approche. David Schaffer, bioingénieur à L’Université de Californie à Berkeley et co-fondateur de 4D Molecular Therapeutics, affirme que la société utilise un AAV qui a été conçu pour être plus infectieux (mais toujours inoffensif) afin qu’il puisse atteindre plus de cellules dans les poumons. Il dit que le cabinet espère tester cette approche contre la fibrose kystique dans des essais cliniques en 2021., ” Nous avons maintenant notre AAV principal qui est beaucoup, beaucoup mieux que ce qui a été dans la clinique jusqu’à présent pour la fibrose kystique », dit Schaffer.

vecteurs AAV ont des limitations de taille. Les plus petits, qui sont les mieux à même d’entrer dans les cellules, ne peuvent transporter que des séquences de gènes allant jusqu’à environ 4,7 kilobases., La séquence du gène CFTR qui y est ajoutée est d’environ 4,6 kilobases, ce qui signifie qu’il ne reste presque plus d’espace pour que les scientifiques incorporent des séquences supplémentaires qui peuvent aider à promouvoir la production de protéines à partir du gène. De telles séquences promotrices stimuleraient théoriquement la production et amélioreraient le vecteur pour augmenter les niveaux de protéines CFTR. La Directrice Générale de Spirovant, Joan Lau, a déclaré que son entreprise avait des innovations exclusives pour résoudre ce problème. « Nous avons un CFTR fonctionnel un peu plus court et un promoteur solide qui correspond à la capacité de charge de l’AAV”, dit-elle.,

Spirovant et d’autres sociétés regardent également au-delà des AAV, avec un accent particulier sur les lentivirus. Eric Alton, biologiste à L’Imperial College de Londres, explique que les lentivirus peuvent porter une insertion de gène plus importante que les AAV. Les lentivirus semblent également moins susceptibles d’être neutralisés et détruits par le système immunitaire que les AAV, ajoute Alton, coordinateur du Consortium britannique de thérapie génique de la fibrose kystique, composé de scientifiques de L’Imperial College de Londres, de L’Université D’Oxford et de L’Université d’Edimbourg., En outre, parce que les lentivirus s’intègrent dans L’ADN des cellules hôtes, ils pourraient ne pas avoir besoin d’être administrés aussi souvent. Le consortium s’est associé au fabricant pharmaceutique Boehringer Ingelheim à Ingelheim, en Allemagne, pour poursuivre une thérapie génique à base de lentivirus contre la fibrose kystique, qui en est au stade préclinique.

alternatives aux Virus

Les scientifiques ont également cherché au-delà des vecteurs viraux pour fournir des thérapies basées sur les gènes. Par exemple, une approche a été d’injecter le gène CFTR directement, mais avec des molécules lipidiques ajoutées autour de lui pour protéger la séquence génétique de la dégradation., Les essais avec cette approche remontent au début des années 1990. mais à l’époque, les niveaux de production de protéines n’étaient pas assez élevés pour faire avancer la thérapie — et le petit effet qu’elle produisait ne semblait pas durer assez longtemps. En 2015, le Consortium britannique de thérapie génique de la fibrose kystique a pris un traitement à base de liposomes jusqu’à un essai de phase Iib7, mais il n’a amélioré la fonction pulmonaire que de quelques points de pourcentage et n’a jamais été commercialisé. Alton dit que lui et ses collègues travaillent toujours pour rendre le traitement à base de liposomes plus efficace. ” Nous ne l’avons pas mis de côté », dit-il.,

plutôt que de fournir le code ADN du gène CFTR défectueux, certains groupes essaient de fournir de l’ARN pour aider les personnes atteintes de fibrose kystique. Par exemple, la société thérapeutique Translate Bio à Lexington, Massachusetts, le fait en utilisant l’ARN messager (ARNm). Normalement, L’ADN dans le noyau cellulaire est copié dans l’ARNm, qui entre ensuite dans le cytoplasme cellulaire et sert de modèle pour la production de protéines. Translate Bio saute la première étape en délivrant directement l’ARNm pour le CFTR dans les cellules pulmonaires., La société a lancé un essai clinique dans lequel au moins 40 adultes seront assignés au hasard pour recevoir ce traitement ou un placebo. En février 2020, L’entreprise a annoncé que la FDA avait accordé le statut fast-track à ce traitement, ce qui signifie que Translate Bio aura des réunions plus fréquentes avec l’agence de réglementation, qui pourrait décider de faire avancer le traitement plus rapidement vers l’approbation.

Une autre approche impliquant L’ARN vient de la société biopharmaceutique ReCode Therapeutics à Dallas, Texas., La méthode développée par la société repose sur L’ARN de transfert (ARNt) — de courtes séquences qui aident à transporter des molécules d’acides aminés vers la machinerie cellulaire pour produire des protéines. Certaines molécules d’ARNt démarrent et arrêtent également ce processus de production de protéines. Malheureusement, certaines mutations de la fibrose kystique recrutent prématurément les molécules d’ARNt qui signalent l’arrêt de la production de protéine CFTR. L’approche de ReCode consiste à créer des molécules d’ARNt qui incitent les machines à continuer à fabriquer la protéine CFTR., ” L’ARNt que nous utilisons est vraiment similaire à l’ARNt naturel », explique David Lockhart, président de ReCode Therapeutics, mais avec une torsion qui lui permet de maintenir la production de protéines.

D’autres développeurs de médicaments travaillent sur des approches dites de lecture qui encouragent les cellules à ignorer le signal d’arrêt prématuré dans certaines mutations de la fibrose kystique. Par exemple, Eloxx Pharmaceuticals à Waltham, Massachusetts, a conçu une molécule qui trompe la machine cellulaire elle — même — connue sous le nom de ribosome-pour continuer à assembler la protéine CFTR en ignorant les messages d’arrêt de l’ARNt., La société a interrompu son essai de phase II de cette thérapie en raison de la pandémie de COVID-19, mais elle espère reprendre cette enquête clinique bientôt.

la majeure partie du buzz récent dans le domaine de la thérapie génique pour la fibrose kystique a entouré l’édition de gènes avec des systèmes tels que CRISPR–Cas9, une méthode dans laquelle l’ADN des cellules des patients est directement corrigé de telle sorte que les cellules subséquentes produites par réplication portent une version fonctionnelle du gène CFTR., (En revanche, les traitements administrés par les AAV n’entraînent pas l’intégration de gènes de remplacement dans l’ADN des cellules; en fait, ils disparaissent souvent avec le temps en raison du renouvellement cellulaire.) L’espoir ultime est que les patients pourraient un jour recevoir un seul traitement CRISPR qui répare leurs cellules pulmonaires à vie. Ceci, disent les scientifiques, serait un véritable remède contre la fibrose kystique.

certaines des preuves les plus alléchantes de la promesse de CRISPR proviennent d’expériences avec des organoïdes — des groupes de cellules de patients qui se développent pour avoir certaines des caractéristiques d’un organe., En août 2019, une équipe de scientifiques, dont la virologue moléculaire Anna Cereseto de l’Université de trente en Italie, a montré que CRISPR pouvait corriger les erreurs de CFTR et amener le gène à produire des protéines fonctionnelles dans les organoids8. Il l’a également fait avec succès dans les cellules des voies respiratoires dérivées de cellules prélevées sur une personne atteinte de fibrose kystique. Et en février 2020, des scientifiques de L’Institut Hubrecht à Utrecht aux Pays-Bas ont utilisé une approche CRISPR précise appelée édition de base pour corriger la mutation du gène CFTR, et ont prouvé qu’elle fonctionnait dans les organoids9.,

voie vers une guérison

des inquiétudes demeurent quant à la meilleure façon d’offrir des thérapies géniques pour la fibrose kystique. Les poumons divergent en branches de plus en plus petites, et obtenir une thérapie pour atteindre les parties les plus petites et les plus profondes des poumons est délicat. ” Le plus grand défi consiste à fournir un vecteur à autant de cellules épithéliales tapissant les voies respiratoires que possible », explique le généticien Chris Boyd de l’Université d’Edimbourg au Royaume-Uni.,

pour qu’une approche d’édition de gènes telle que CRISPR (ou même lentivirus) fournisse un véritable « remède », elle doit atteindre les cellules souches du poumon, explique Sriram Vaidyanathan, qui fait des recherches sur la transplantation de cellules souches à L’Université de Stanford. ” Une thérapie génique durable pour la fibrose kystique », dit-il,  » devrait corriger les mutations pathogènes dans les cellules souches des voies respiratoires qui donnent naissance au reste des cellules des voies respiratoires., »Vaidyanathan était l’auteur principal d’une étude publiée en décembre 2019 montrant qu’une approche CRISPR pourrait corriger jusqu’à la moitié des cellules des voies aériennes supérieures prélevées chez des personnes atteintes de fibrose10.

Une autre préoccupation est que les thérapies CRISPR pourraient modifier le mauvais endroit dans le génome. Certains scientifiques disent que de tels effets hors cible pourraient provoquer des mutations cancéreuses.

Katie Brady dit que sa famille aurait besoin d’être rassurée sur le fait que toute thérapie génique que son fils pourrait recevoir à l’avenir est sans danger. « Nous voudrions être sûrs de ce qu’il fait réellement », dit-elle., Mais Brady observe avec avidité les progrès réalisés avec les traitements génétiques. « Je sais que c’est probablement la voie que nous allons probablement devoir emprunter parce que ses mutations sont si rares. Nous sommes tous pour essayer tout ce qui pourrait aider Henry et avoir des effets secondaires minimes.”