Evaluation d’une thérapie génique basée sur l’utilisation d’un lentivirus dans le modèle souris de la glycogénose de type 3

La glycogénose de type III (GSDIII), également connue sous le nom de maladie de Forbes-Cori, est un trouble génétique rare qui affecte la façon dont notre corps stocke et utilise le glucose, qui est le principal carburant de notre corps. Normalement, le corps stocke du glucose sous forme de glycogène, une sorte de réservoir d’énergie, pour pouvoir l’utiliser lorsqu’il en a besoin, comme lorsqu’on fait de l’exercice ou on saute un repas. Dans la GSDIII, il y a un problème avec une enzyme spéciale, appelée GDE, qui aide à décomposer ce glycogène en glucose pour que le corps puisse l’utiliser. Sans cette capacité à bien décomposer le glycogène, le corps manque d’énergie au moment où il en a besoin. Le glycogène s’accumule alors de façon anormale dans les muscles et le foie, conduisant à une faiblesse musculaire et des problèmes hépatiques. Il n’existe pas de traitement permettant de guérir cette maladie. Notre projet est de corriger l’atteinte hépatique de cette maladie, grâce à l’utilisation d’un virus modifié, pour transporter le gène de la GDE jusqu’aux cellules du foie, afin qu’elles soient de nouveau capable de fabriquer cette GDE et d’utiliser le glycogène comme énergie. Avant qu’une telle stratégie ne puisse être utilisée pour traiter des malades, il est indispensable de tester son pouvoir thérapeutique sur le modèle animal de la GSDIII, ici la souris. Ce projet décrit les procédures expérimentales qui seront réalisées chez ces souris afin de déterminer l’efficacité du virus médicament. Dans un plus long-terme, une optimisation devra lui être apporter, afin de traiter en même temps le foie et les muscles.

Une des limites majeures pour le traitement de l’atteinte hépatique dans la GSDIII est le développement progressif de fibrose et la dégénerescence des cellules du foie au cours du temps. Notre projet peut répondre à cette problématique grâce à une stratégie thérapeutique basée sur l’utilisation d’un virus médicament intégratif pour transporter le gène manquant jusqu’aux cellules du foie. En effet, le gène transporté par ce type de virus s’intègre dans l’ADN de la cellule cible et permet ainsi une expression stable au cours du développement cellulaire, un réel avantage pour corriger à long-terme le défaut héptatique dans GSDIII, en particulier chez les patients pédiatriques, dans lesquels le foie subit une forte croissance.

La gestion de l’élevage des souris GSDIII nécessite une biopsie (queue) afin de confirmer le défaut génétique des souris qui entreront en protocole ( réalisé une fois par animal, geste qui dure moins d’une minute). Ce projet décrit l’évaluation d’un traitement injecté par voie intraveineuse, sur animal vigile, placé sous contention: 1 seule injection par animal, ce geste dure 1 minute. Un bilan sanguin mensuel sera réalisé ches les souris, grâce à un prélèvement réalisé sous anesthésie générale (ce geste dure 1 minute)

Les souris GSDIII présentent à l’âge adulte une faiblesse musculaire, mais pas de difficulté motrice évidente ni essoufflement. Ces souris sont capables de s’alimenter et de se déplacer normalement. Elles développent, également à l’âge adulte une fibrose hépatique, pouvant entrainer, dans un tiers des cas, des tumeurs, vers l’âge de 14-15 mois. Nous utilisons des virus médicaments non dangereux et à des doses non toxiques, de ce fait aucune toxicité n’est attendue. Seuls les gestes techniques pourront provoquer d’eventuelles nuisances aux souris. Ces gestes comprennent une biopsie de la queue pour confirmer le défaut génétique, l’injection du virus (intraveineux) ainsi que de prélèvements sanguins mensuels. Ces actes de gravité légère seront réalisés à l’aide d’outils appropriés et auront des répercussions mineures pour l’animal.

Afin de pouvoir évaluer la correction de la glycogénose de type III grâce au virus médicament, le foie doit être prélevé et analysé. Tous les animaux seront donc euthanasiés à l’issue de chaque procédure afin de pouvoir récupérer cet organe.

Afin de sélectionner le virus médicament le plus performant, l’idéal serait de pouvoir le tester sur des cellules. Néanmoins, une fois dans l’organisme, le virus doit échapper au système immunitaire, traverser la paroi des vaisseaux sanguins et pénétrer dans le foie afin d’apporter le gène manquant. Malheureusement, ces étapes ne sont pas encore réalisables dans des cellules. Il est donc indispensable de devoir recourir à des animaux pour se rapprocher le plus possible de ce qu’il se passera chez l’humain.

Afin d’utiliser un minimum d’animaux, nous avons utilisé une approche statistique nous permettant de définir le nombre minimum d’animaux nécessaires pour obtenir un résultat fiable nous permettant de répondre aux problématiques posées. De plus, des analyses post mortem seront effectuées sur les tissus de tous les animaux afin de s’assurer que le maximum d’informations possible est recueilli sur chaque animal.

Les souris utilisées lors de ce projet ne présentent pas de signes de douleurs évidents. En cas de biopsies à la queue, l’hémostase sera vérifiée en appliquant une pression sur la partie coupée de la queue avec de la gaze jusqu’à ce que le saignement se soit arrêté. L’animal sera ramené dans sa cage et surveillé pendant au moins 5 minutes pour détecter la réapparition d’éventuels saignements. Pour réaliser les injections par voie intraveineuse, les souris seront positionnées sous une source chaude pour favoriser la vasodilatation des veines. Selon l’âge des souris, elles seront réalisées dans la veine temporale, sous anesthésie (souriceaux) ou dans la veine de la queue sur animal vigile (adultes). Ces voies d’administration ont été choisies pour leur efficacité et leur rapidité. Ces injections seront réalisées lentement pour éviter toute augmentation brutale de la volémie. Un éventuel saignement sera stoppé par l’application d’une compresse au niveau du point d’injection. Après l’injection des différents vecteurs, les souris seront surveillées pour vérifier l’absence de signes de souffrance (souris prostrée, diminution d’activité locomotrice spontanée, poil piqué). Dès les premiers signes de souffrance, la souris sera pesée et surveillée quotidiennement. En absence d’amélioration sur une semaine, ou en cas de perte de poids supérieure à 20% du poids initial, la souris sera euthanasiée. Les prélèvements de sang mensuels seront réalisés par voie mandibulaire, sous anesthésie gazeuse (Isoflurane).

Les souris atteintes de la glycogénose de type III présentent les différentes caractéristiques de la pathologie observée chez l’humain. C’est un modèle validé par la communauté scientifique, prédictif de l’efficacité du traitement qui sera utilisé en clinique. Par conséquent, nous allons optimiser notre traitement dans cette espèce animale. Pour répondre à notre objectif, les souris seront traitées à différents stade de sévérité de la maladie (de la naissance à l’âge adulte), afin d’évaluer l’efficacité thérapeutique de notre vecteur. Nous souhaitons comprendre si ce traitement sera capable de (i) prévenir la maladie chez les plus jeunes souris (traitement avant l’apparition de fibrose) et maintenir une correction sur le long-terme malgré la croissance du foie, et (ii) corriger la pathologie chez les souris plus âgées et donc plus sévèrement atteintes (traitement de foies fibrotiques).