La thérapie génique médiée par les cellules souches a normalisé l’accumulation de glycogène dans les tissus musculaires, cardiaques et cérébraux d’un Maladie de Pompe modèle de souris, une étude montre.
Les traitements ont également restauré les défauts cellulaires et les troubles moteurs associés à la maladie.
Les chercheurs ont recommandé la thérapie génique à base de cellules souches comme candidat pour un futur développement clinique.
L’étude de la souris, “Le marquage IGF2 de GAA favorise la correction complète de la maladie de Pompe murine à une dose cliniquement pertinente de thérapie génique lentivirale», a été publié dans la revue Thérapie moléculaire – Méthodes et développement clinique.
La GAA Le gène fournit des instructions pour fabriquer l’enzyme acide alpha-glucosidase (GAA), responsable de la dégradation cellulaire du glycogène, une molécule de sucre complexe. À Pompe, GAA les mutations génétiques entraînent une perte d’activité de l’enzyme GAA, provoquant l’accumulation toxique de glycogène, principalement dans les cellules musculaires, mais aussi dans le système nerveux.
Thérapie de remplacement enzymatique (ERT) est le traitement standard pour Pompe, qui fournit une enzyme GAA active à partir d’une source externe. Cependant, l’ERT nécessite des perfusions régulières tout au long de la vie et son efficacité est limitée par une mauvaise mise à jour (absorption) dans les cellules musculaires et son incapacité à accéder au cerveau.
Thérapie génique est une autre approche de traitement étudiée dans plusieurs essais cliniques, qui visent à remplacer le GAA gène avec une copie fonctionnelle. Les limites de cette stratégie comprennent l’immunité contre le virus inoffensif (AAV) utilisé pour délivrer le gène sain, une efficacité limitée dans le cerveau et une efficacité décroissante avec le temps.
La thérapie génique lentivirale (LVGT) médiée par les cellules souches hématopoïétiques (HSPC) est une option de traitement alternative potentielle pour Pompe.
Ici, les HSPC, des cellules souches qui donnent naissance à toutes les cellules sanguines, sont prélevées dans la moelle osseuse d’un patient, exposées à un lentivirus inoffensif porteur du GAA gène, puis rendu au patient. Jusqu’à présent, HSPC-LVGT a fourni des avantages cliniques durables dans plusieurs essais cliniques portant sur différents troubles héréditaires.
Auparavant, des chercheurs basés au Erasmus MC University Medical Center, aux Pays-Bas, ont testé une version de HSPC-LVGT avec un GAA gène dans un modèle de souris Pompe. Le traitement a entraîné une réduction partielle du glycogène dans les muscles et le cerveau, mais des doses élevées étaient nécessaires.
Version mise à jour HSPC-LVGT
Dans ce rapport, l’équipe a évalué une version de nouvelle génération de leur HSPC-LVGT, dans laquelle la protéine du facteur de croissance analogue à l’insuline 2 (IGF2) a été fusionnée à l’enzyme GAA pour améliorer l’absorption cellulaire via le récepteur M6P/IGF2 trouvé sur le muscle cellules.
À noter, Nexviazyme (avalglucosidase alfa) est un ERT Pompe approuvé dans lequel l’enzyme GAA est fusionnée à la molécule M6P pour améliorer l’absorption des cellules musculaires. IGF2 se lie également au récepteur M6P/IGF2, mais plus fortement que M6P, ce qui peut encore améliorer l’absorption cellulaire.
Les expériences cellulaires initiales ont confirmé que l’ajout de la protéine IGF2 n’affectait pas l’activité enzymatique GAA ou sa libération par les cellules et augmentait l’absorption des cellules musculaires via le récepteur IGF2 par rapport au GAA seul ou à l’ERT GAA.
Ensuite, les HSPC récoltées à partir de la moelle osseuse de souris Pompe (dépourvues GAA gènes) ont été exposés au lentivirus portant le virus sain GAA gène, puis renvoyé par perfusion intraveineuse.
Six mois plus tard, l’analyse de la moelle osseuse a montré que les cellules modifiées transplantées étaient bien établies et des augmentations dose-dépendantes de l’activité enzymatique GAA ont été observées dans tous les tissus, ce qui était corrélé aux niveaux d’enzyme GAA.
Comme prévu, les souris Pompe avaient une accumulation prononcée de glycogène dans les muscles squelettiques, qui sont ceux attachés par les tendons aux os. Après thérapie génique sans IGF2, il y a eu une réduction dose-dépendante significative du glycogène dans ces muscles. En comparaison, lorsque IGF2 a été fusionné avec GAA, la thérapie génique a restauré les niveaux de glycogène dans les muscles squelettiques à des niveaux sains.
Autophagie affectée
La thérapie génique basée sur l’IGF2 a également normalisé les marqueurs de l’autophagie – un processus cellulaire qui dégrade et élimine les molécules inutiles ou endommagées, qui est altéré chez Pompe. En outre, un test à tige rotative pour la fonction motrice a révélé que les deux thérapies géniques, avec ou sans IGF2, ont entraîné des améliorations motrices correspondant à des souris en bonne santé.
Des résultats similaires ont été observés dans le muscle cardiaque, avec une réduction dose-dépendante du glycogène après thérapie génique sans IGF2, qui a été nettement améliorée avec IGF2, en particulier à des doses plus élevées. Les marqueurs de l’autophagie ont été normalisés, tout comme la taille du cœur, qui a été agrandie chez les souris Pompe.
Les souris Pompe ont également montré une élévation du glycogène dans le tissu cérébral, qui a été réduit de 70 % avec une faible dose de thérapie génique à base d’IGF2, de 96 % avec une dose intermédiaire, et complètement restauré à des niveaux normaux à la dose élevée. Le traitement a également abaissé les marqueurs de l’inflammation dans le cerveau et réduit la taille des lysosomes, centres de recyclage des cellules où le glycogène s’accumule à Pompe.
“Ces résultats démontrent que la thérapie génique lentivirale médiée par les cellules souches hématopoïétiques utilisant [IGF2-GAA] est capable d’obtenir une correction complète de l’accumulation de glycogène et de la pathologie [disease] dans la maladie de Pompe murine », ont conclu les chercheurs. Ils ont recommandé IGF2-GAA “en tant que transgène candidat pour le développement clinique futur de HSPC-LVGT pour la maladie de Pompe.”
