LES SCIENTIFIQUES EXPOSENT LEURS TRAVAUX
INSTITUT DES NEUROSCIENCES DE MONTPELLIER
- 13 octobre 2018 (Résumé de Brigitte Rouillac)
Dr Vasiliki Kalatzis- Directrice de Recherche- Inserm de Montpellier
« Les rétinites pigmentaires, 30000 personnes en France, soit une des maladies rares les plus fréquentes, entraînent une baisse progressive de la vision dès la naissance et, d’une façon inexorable, la cécité, car il n’y a pas de traitement.
Mais cependant, la rétine a des attributions très intéressantes pour mettre au point de nouvelles thérapies, car elles sont accessibles par les nouvelles technologies, grâce à une injection au fond de l’œil pour y déposer des médicaments.
Cette région est petite et n’est pas en contact avec la circulation sanguine, donc elle a besoin de petite quantité de produits.
Ceci veut dire aussi que la réponse immunitaire ou inflammatoire aux médicaments est réduite.
La thérapie génique est l’utilisation de l’ADN comme un médicament pour traiter la rétine.
Cet ADN sain sera transporté dans les cellules de la rétine par un virus, tout petit, vidé de son noyau et rempli par le gène médicament.
Ce nouveau gène contribuera à la production de la protéine maintenant en vie les cellules de la rétine. Beaucoup de chemin a été réalisé pour des petits gènes.
En résumé, la cause de la maladie sera traitée et non le symptôme comme avec la pharmacologie.
Depuis quelques années, des avancées sur ces virus et des thérapies géniques ont permis de démarrer des essais cliniques.
Mais cela coûte très cher, soit 10 millions d’euros sur 10 ans.
7 essais sont en cours en France.
Quand le gène est trop grand et ne peut pas être transporté par un virus, la solution est de:
Traiter en corrigeant le gène par la technique de l’édition génique surnommée ciseaux cellulaires. Cette technique est moins coûteuse.
Cette technique découverte par Emmanuelle Charpentier est une révolution génétique tout comme la révolution bio-informatique à laquelle elle est très liée, ceci au niveau scientifique mais aussi dans beaucoup d’autres domaines.
C’est vraiment quelque chose de très puissant capable de gommer une région spécifique de l’ADN malade et de la remplacer par une petite séquence d’ADN saine.
C’est la correction génique.
Cette nouvelle technique innovante, alternative au remplacement de la thérapie génique, est utilisée pour les grands gènes comme le gène USH2A responsable de la majorité des rétinites pigmentaires et des syndromes de Usher2.
Tous ces outils demandent beaucoup de réflexion, de questions et nous pouvons parfois avoir l’impression de ne pas avancer assez vite.
Néanmoins, nous restons déterminés et acharnés car à force de persévérance et de passion, nous y arrivons. » (Dr Vasiliki Kalatzis- Directrice de Recherche- Inserm)
Gaël Manes: PDH chercheur Inserm Génétique et Thérapie des cécités rétiniennes et neuropathies optiques.
Montpellier a la chance d'avoir une équipe de recherche ophtalmologique :
La vision des neurosciences de Montpellier dirigée par le Professeur Agnès Muller.
- La génétique est une des disciplines de cette équipe mais pas seulement.
- Il y a aussi le groupe de thérapie génique dirigé par Viki Kalatzis.
- Le groupe neuropathie optique héréditaire est dirigé par Cécile Delettre
- Le cycle visuel et dystrophie est dirigé par Philippe Brabet
L'étroite collaboration entre chercheurs et cliniciens ont permis la constitution d'une banque d'ADN depuis 25 ans, soit 4000 familles de patients atteints de dystrophie de la rétine, d'où 10 000 échantillons d'ADN !
Les collaborations se font avec toutes les équipes et notamment celle de l'Audition dans l'Institut des neurosciences.
Les collaborations se font aussi avec les homologues européens : Allemagne, Pays-Bas, Italie, Suisse etc.....
Depuis les collaborations avec Montréal et New-York, INM est devenu un consortium international : d'où un partage des recherches uniques au monde, en toute confiance et de manière libre, chez les chercheurs en génétique de ce consortium.
Il faut savoir qu'une mutation dans un gène entraîne la maladie aux niveau des cellules de la rétine.
Et pour compliquer tout cela, il y a aussi des associations avec une autre atteinte diverse (surdité , troubles mentaux, diabète ..).
La rétinite pigmentaire est la maladie principalement vue par les cliniciens.
C'est la cécité nocturne plus la vision en tunnel. Le drame de cette pathologie est qu'à ce jour, il n'y a toujours pas de traitement efficace que l'on pourrait prescrire aux patients. Comme cette maladie dépend de 94 gènes connus différents dont un a une mutation, il faut le trouver et la difficulté pour les généticiens est compréhensible.
Et pourtant, en 10 ans, grâce aux nouveaux outils, le diagnostic génétique est passé de 5 à 65% !!
L'intérêt est de pronostiquer l'évolution, de confirmer le mode de transmission pour les projets parentaux, d'identifier les enfants sains mais porteurs ou non de la mutation et proposer des protocoles de thérapies géniques quand on connaît la mutation.
Pour 30% des patients, on ne trouve rien ! Soit ce sont les limites de nos techniques en ratant la mutation sur un gène, soit la mutation est entre 2 gènes, au milieu de nulle part, soit on ne connaît pas encore ce gène.
Nous avons environ 20 000 gènes et 3 milliard de lettres qui constituent le génome. (Gaël MANES : PDH chercheur Inserm).
Audrey Sénéchal : ingénieur de recherche Inserm de Montpellier
Montpellier abrite également un consortium européen de 20 laboratoires
travaillant tous sur les dystrophies de la rétine, depuis les collaborations avec Montréal et New-York.
Cette force de frappe est la banque de milliers d’échantillon d’ADN.
Et parmi les 260 gènes atteints connus pour la perte visuelle d'origine génétique, il faut trouver la mutation responsable de la maladie. Malgré tous leurs efforts face à ces difficultés pour les généticiens, un tiers des patients n’ont pas de résultat génétique sur leurs 21 000 gènes.
La validation de la mutation sur un gène responsable de la rétinite pigmentaire se fait sur les modèles animaux de laboratoires, la souris et le poisson zébrafish (1ère plateforme d’Europe)
Ces animaux permettent aussi de développer des thérapies.
Pour les patients pour lesquels la mutation causale est connue, des protocoles de thérapies géniques pourront leur être proposés.
La génétique est donc une révolution en marche !
Le 1er séquençage humain remonte à l’année 2000, et arrive à une performance technologique similaire à celle des téléphones portables. L’évolution de la médecine génomique fera appel à l’intelligence artificielle ou des compétences de programmation et sera une science composite liée aux différentes innovations technologiques.
En effet, trouver une variation sur un génome de 3,3 milliards de base et pouvoir l'interpréter demandera l'interdépendance de toutes ces disciplines , de ses acteurs (médecins, chercheurs, ingénieurs, bio-informatitiens pour développer des compétences multiples, mathématiques, informatiques, de la programmation et de l'intelligence artificielle) et de ses enjeux.
Cette médecine génomique sera basée sur la médecine des 5 P :
Personnalisée, Préventive, Prédictive, Participative mais surtout avec des Preuves.
Les enjeux sont éthiques et toujours dans l’intérêt du patient :
Que fait-on de toutes ces données? Comment les gère-t-on? Doivent-elles être transmises aux patients?
La forme juridique est essentielle. En France, il faut un cadre légal pour proposer un séquençage humain pour assurer que l'ensemble des informations soit pour le bien et dans l'intérêt du patient.
Nos voisins proposent de le faire à travers des sociétés très fortes en marketing pour attirer le client ! Donc il faut être très prudent.
Il y a des enjeux de formation et d'éducation pour chaque citoyen :
Aujourd'hui, trop peu de temps est encore consacré pour la formation à la génétique car demain les patients exigeront de faire séquencer leur génome et connaître les facteurs génétiques qui les rendent malades.
Les enjeux sont économiques et cela s'intègre dans une compétition internationale :
Il y a des sociétés qui nous présentent des nouveaux appareils de séquençage. En France, seule une société s'est positionnée de sorte qu'elle détient aujourd'hui plus de 95% du marché du séquençage français
Ces enjeux sont sociétaux, parce que la génétique, c’est l’affaire de tous:
Chaque citoyen devra à un moment donné ou un autre réfléchir aussi à l'évolution de cette nouvelle médecine car les enjeux sont communs.
Nous vivons une révolution mais surtout une évolution de la médecine génomique et sur l'aspect révolution, il ne faut pas confondre vitesse et précipitation. Cela bien sûr passe par du temps.
L’évolution de cette médecine génomique est un travail d’équipes, de compétences de disciplines multiples en sachant que l’accompagnement des citoyens (qui sont au coeur de cette discipline) est indispensable pour nous permettre de continuer à progresser. (Audrey Sénéchal : ingénieur de recherche Inserm de Montpellier).
Guillaume Olivier : Post Doctorant Inserm Montpellier - plateforme animalière-
Nous avons besoin du modèle animal en ophtalmologie car la rétine est inaccessible pour y travailler pour comprendre le phénomène biologique.Et les gènes qui nous intéressent sont dans la rétine et pas dans d'autres tissus.
Dans nos laboratoires, nous avons un petit ver, une petite mouche, le zébrafish, la grenouille, le primate et le modèle le plus utilisé en science, la souris.
Le primate est un modèle de choix en France mais pour des enjeux éthiques, on ne peut pas travailler dessus.
Le plus souvent, c'est la souris et le poisson qui se rapprochent le plus de l'homme et qui coûtent peu cher. Leur développement doit être rapide, leur gestation courte, l'organisme peu volumineux faciles de manipulation.
Le zébrafish (poisson douce d'Asie) a, en plus de ces qualités, un petit organisme avec de gros yeux et dont 70% de ses gènes se retrouvent chez l'homme?
Les gènes humains suspectés dans la rétinite pigmentaire doivent être validés par ces poissons.
Du tissu ADN prélevé est injecté dans l'oeil du poisson après fécondation. Puis on observe la rétine et ses déficiences chez le zebrafish dues à l'absence de ce gène.
Avec la souris, on voit plus facilement le phénomène biologique et pourquoi les photorécepteurs rétiniens dégénèrent.
Ensuite, nous créons un modèle murin avec le gène défectueux supposé. Les mêmes examens cliniques que chez l'homme leur seront réalisés. Ensuite, envisager une thérapie pharmacologique ou une thérapie génique chez cette souris comme l'équipe de Vicki Kalatzis le fait actuellement.
Benjamin Delprat - PDH chercheur neurosciences - Plateforme ZebraSens (1ère plateforme d'Europe)
Faculté des sciences de Montpellier
Le but du projet est d'utiliser un zebrafish mutant. Les molécules d'intérêts doivent bloquer la perte visuelle chez le poisson mutant.
La mutation choisie entraîne un arrêt de la fabrication de la protéine entraînant une dégénérescence des photorécepteurs.
Le test visuel du zebrafish est possible dans cette nouvelle plateforme sensoriel et moteur du zebrafish, unique en Europe qui est le ZebraSens.
Soit c'est l'analyse du mouvement des yeux, soit ce sont les mouvements du poisson (diminuant avec la vue) qui servent de test mais ces mouvements sont évalués aussi par une stimulation auditive.
L'intérêt est d'utiliser des poissons de 3 jours après la naissance pour les cônes et de 15 jours après la naissance pour les bâtonnets.
Docteur Christel Vaché - Docteur Neurosensoriel - Laboratoire de Génétique Moléculaire
Etudes sur les altérations de la vision et de l'audition liées à des mutations de gène du zébrafish
La plateforme ZebraSens intègre un protocole d'études pour travailler sur la vision et l'audition
Un gène a été donné par un professeur aux Etats-Unis afin de l'intégrer dans ces poissons zèbres. La chercheuse étudiante Melina Coudeau étudie alors la morphologie, la vision et l'audition de ces poissons.
La plateforme est ainsi une base de données afin d'injecter ensuite des gènes humains dans ces poissons, à l'état de larves ou adultes.
Dans des puits individuels, ils sont soumis à des sons et ils réagissent en fuyant. Certains ne répondent pas aux sons même très forts.
L'étude se fait sur l'intensité des sons, la fréquence, la durée, les seuils de réponse pour des poissons sains et d'autres mutés.
Dans ces mêmes puits, un cercle de bandes blanches et noires défilent, ce qui permet de voir le mouvement de leurs yeux.
D'un côté, les poissons sains, de l'autre, les mutés qui ont moins de saccades. Nous pouvons ainsi démontrer l'altération de la vision des poissons.
Mais beaucoup de tests de comportements face à des intensités lumineuses seront à faire sur cette nouvelle plateforme.
Nous devons avoir une prise en main et du temps pour maîtriser ces nouvelles techniques.
Ce travail n'aurait pas été possible sans celui des cliniciens Christian Hamel, Isabelle Meunier pour la vision et Catherine Blanchet et Michel Mondain pour l'audition.
