Conférence thérapeutique annuelle CHDI sur la maladie de Huntington - 2ème jour   La 17ème conférence thérapeutique annuelle de la Fondation CHDI s'est tenue au début du mois de mars 2022. Voici le compte-rendu du deuxième jour. Mis en ligne le 23 mars 2022

Cette troisième session de la conférence thérapeutique de la Fondation CHDI aborde les approches innovantes pour des thérapies dans le cadre de la maladie de Huntington.

Des approches innovantes pour des thérapies MH

Le premier intervenant est le Dr. Beverly L Davidson de l’Hôpital pour enfants de Philadelphia et de l’Université de Pennsylvanie qui a présenté ses travaux sur l’amélioration des thérapies géniques pour la maladie de Huntington.

* L’amélioration des thérapies géniques pour la MH

Le laboratoire du Dr. Davidson travaille sur la mise au point de thérapies géniques afin de traiter des maladies génétiques, comme la maladie de Huntington. Elle s’est concentrée sur la partie du gène huntingtin à cibler et sur la meilleure façon d’administrer des médicaments au cerveau. Les chercheurs veulent s’assurer qu’ils le font aussi efficacement que possible. Comme évoqué dans les précédentes sessions, il existe des petits fragments toxiques de la huntingtine au début du code, exon 1. Le laboratoire Davidson s’attache à s’assurer que cette partie du gène huntingtin est ciblée par les thérapies qu’il développe.

Celui-ci travaille avec la technologie CRISPR – il s’agit d’un outil très précis qui peut modifier des lettres spécifiques dans le code ADN. Le laboratoire vise à tirer parti de signatures génétiques uniques, appelées SNPs (« snips »), qui ciblent le gène hungtintin expansé. En utilisant cette approche, les chercheurs identifient les SNPs qui se trouvent uniquement sur la protéine huntingtine expansée, ce qui permet à leurs potentielles thérapies de cibler spécifiquement uniquement la huntingtine nocive, laissant la huntingtine "normale" seule. Ils ont montré, chez un modèle murin MH, que leur outil CRISPR réduisait les taux de la protéine huntigtine d’environ 50% - les chercheurs pensent que l'on doit réduire la huntingtine afin d’améliorer les symptômes MH.

Le laboratoire Davidson s’est ensuite concentré sur la façon d’améliorer l’administration de ces outils aux cellules.
Ils veulent s’assurer qu’ils sont efficaces et sans danger. Ils ont utilisé une astuce génétique soignée pour permettre un réglage précis des niveaux d’expression du gène que l’on peut considérer comme un variateur ( Article du 4 octobre 2021).   

Ce variateur moléculaire pourrait être vraiment puissant pour la recherche MH – il pourrait permettre un contrôle précis des taux de la huntingtine, il atteint les bons endroits dans le cerveau, et quitte rapidement le corps de la souris après avoir cessé d’être administré. Le laboratoire Davidson a maintenant affiné cet outil afin de l’utiliser chez des modèles MH et a montré qu’il peut affiner les taux de la huntingtine – plus il traite de médicament avec, plus le variateur faiblit.

A l’avenir, ils se concentrent sur l’amélioration de la façon dont est délivré cet outil CRISPR et du test de celui-ci chez d’autres types d’animaux, en ce compris les singes.  Ils ont administré cet outil à des singes par injection dans la colonne vertébrale et ont constaté que même de très faibles doses ont atteint de nombreuses parties différentes dans le cerveau, en ce compris celle la plus affectée par la MH.

Dans l’ensemble, le laboratoire Davidson a développé un nouvel outil très intéressant qui cible uniquement la copie huntingtine expansée et peut atteindre de nombreuses parties du cerveau.  Cela se produit même à faibles doses et peut être contrôlé avec précision.

* CRISPR de liaison de l’ARN

Gene Yeo de l’université de Californie, San Diego, qui a également parlé de la technologie CRISPR et des traitements génétiques testés chez différents modèles animaux de la MH. Le laboratoire Yeo s’est concentré sur la compréhension des protéines qui se lient au message génétique, l’ARN. Il essaie de cibler ces protéines de liaison à l’ARN pour développer des thérapies.

Les protéines de liaison à l’ARN peuvent contrôler l’expression d’autres gènes. Le laboratoire Yeo veut savoir où ces protéines se lient et a développé des outils qui lui permettent d’apprendre cela dans des cellules individuelles.

De nombreuses expériences étudient les changements dans des tissus entiers ou dans des échantillons créés à partir de nombreuses cellules. L’étude des cellules individuelles permet aux chercheurs de se concentrer sur des changements subtils mais potentiellement importants. Une publication récente du laboratoire Yeo a montré qu’il pouvait utiliser des protéines de liaison à l’ARN et les relier à certains ARNs afin de les "avaler". Cela serait formidable pour détruire le message huntingtin et traiter la MH !

Plus récemment, ils ont montré une diminution du message huntingtin en délivrant des protéines de liaison à l’ARN ciblant spécifiquement les répétitions CAG. Ils peuvent le réaliser chez plusieurs modèles, en ce compris sur des neurones humains créés à partir de cellules souches. Lorsque les répétitions CAG dans le message huntingtin ont été détruites, le laboratoire Yeo a pu inverser certains changements dans les cellules engendrés par la MH ! Ils ont remarqué un changement : l’expression des gènes associés à la santé des cellules cérébrales était revenue à la normale. Mais, ils voulaient savoir ce qu’il se passait lorsqu’ils utilisaient cette thérapie chez la souris – la destruction des répétitions CAG avec leur outil améliorait-elle la santé des souris ?

Oui ! Les souris ont obtenu de meilleurs résultats lors de tests, les amas de protéines huntingtine avaient été réduits et des améliorations dans les structures cérébrales avaient été observées par IRM. Autre point important, cette approche génétique ne semble pas affecter d’autres gènes. Ce nouvel outil a encore besoin d’être validé mais il est plein de promesses pour de nombreuses maladies, surtout pour la maladie de Huntington.

* L’étude SHIELD HD – soutenir le développement clinique et de biomarqueurs

Les Drs Irina Antonijevic et Peter Bialek de la société Triplet Therapeutics qui ont parlé de l’essai SHIELD HD, une étude qui a suivi des patients MH au fil du temps afin d’essayer de trouver des différences cliniques et d’identifier des biomarqueurs.

La société Triplet recherche des thérapies afin de lutter contre l’expansion de répétitions CAG au fil du temps dans les cellules cérébrales, un processus connu sous le nom d’instabilité somatique. Cela peut être un facteur important d’apparition des symptômes chez les personnes atteintes de la MH. En examinant les données de toutes les informations génétiques d’individus atteints de la MH, les chercheurs ont identifié des changements dans les gènes contrôlant l’instabilité somatique qui modifie l’âge auquel les patients MH développent la MH. L’un de ces gènes s’appelle MSH3. Alors que la société Triplet développe une thérapie ciblant MSH3, ils souhaitent également mieux comprendre quand traiter au mieux les patients et quels patients bénéficieraient le plus de thérapie ciblant MSH3.

Pour mieux comprendre comment l’expansion de répétitions CAG est liée aux symptômes MH, les chercheurs ont besoin de suivre des personnes au fil du temps. L’étude SHIELD-HD est une étude d’histoire naturelle – elle n’implique pas de médicament mais elle surveille des personnes porteuses du gène MH qui présentent des symptômes très précoces.

Ils ont suivi des patients MH pendant plus de deux ans et ont prélevé divers échantillons, en ce compris du sang et du liquide céphalo-rachidien. Ils ont également analysé le cerveau des patients à l’aide de scanners IRM. Ils ont constaté que différentes régions cérébrales, appelées noyau caudé et ventricules, avaient changé de taille au fil du temps au cours de la période de 48 semaines d’étude SHIELD-HD. C’est ce à quoi les chercheurs s'attendaient à mesure que les symptômes progressent chez les personnes MH.

L’étude a également examiné une autre mesure appelée le score moteur total pour voir comment celui-ci a changé au fil du temps chez les personnes participant à l’essai. Comme prévu, celui-ci a également diminué au fil du temps et davantage pour les patients aux derniers stades de la MH. Bien que ces changements soient prévus chez les patients MH, l’essai SHIELD-HD fournit aux chercheurs un ensemble de données complet pouvant être utilisé afin de mieux faire des prédictions s’agissant de l’évolution de la MH. Ces types d’ensemble de données pourraient aider à accélérer la recherche du bon type d’essai clinique pour les patients en fonction du stade où ils se trouvent pendant la maladie.

La société Triplet partagera ensuite des mises à jour s’agissant de leur médicament ciblant le gène MSH3.
Ils ont réalisé des expériences chez les singes afin de voir comment la diminution des taux de MSH3 affectait leurs répétitions CAG.En diminuant MSH3 de 50% chez les singes, ils ont constaté que l’expansion somatique était stoppée ! Si cela se traduit chez les patients MH, cela pourrait retarder considérablement l’âge auquel les patients commencent à développer des symptômes.

La société Triplet s’intéresse également à la mesure des taux de MSH3 pour suivre la progression de la maladie MH et l’efficacité du traitement. Mais ils se sont heurtés à un défi car il est difficile de détecter ce gène dans les tissus cérébraux. Pour contourner ce problème, l’équipe de la société Triplet a examiné l’expression de MSH3 dans le liquide céphalo-rachidien provenant des participants MH de l’étude SHIELD-HD. Ils ont dû développer une technique très sensible. Ils continuent d’expérimenter différentes manières de prélever des échantillons de liquide céphalo-rachidien et de cerveaux chez les singes, ainsi que de tester le médicament qu’ils développent, appelé TTX-3360.

Ils examinent les taux de MSH3 dans le liquide céphalo-rachidien des patients aux différents stades de la maladie.
Ils n’ont constaté aucune différence dans ces taux entre les individus non atteints de la MH et ceux atteints de la MH qui ne présentaient pas de symptômes ou se trouvaient à un stade précoce de leur maladie. Ces résultats sont importants car ils donnent aux chercheurs de la société Triplet une lecture de base de MSH3 à suivre lorsqu’ils déplacent le médicament TTX-3360 vers un essai clinique de phase 1 et cherchent à voir comment les taux de MSH3 changent avec le traitement. Les essais observationnels, comme SHIELD-HD, collectent non seulement de nombreuses données précieuses auprès des patients MH au fil du temps mais ils permettent également aux chercheurs de développer de nouveaux traitements potentiels comme ceux décrits aujourd’hui par la société Triplet. 

* De nouvelles connaissances biologiques

Le Dr. Beth Stevens de l’Hôpital des enfants de Boston et de l’institut Broad a parlé de ses recherches, lesquelles pourraient fournir des informations pour amener des traitements vers la clinique. Elle étudie encore une autre cellule cérébrale spécialisée, appelée microglie, qui agit en tant que système immunitaire du cerveau, le protégeant contre les envahisseurs, et aidant à nettoyer les débris laissés par les cellules cérébrales endommagées.

Les cellules de la microglie sont minuscules (d’où le mot "micro") et ne représentent qu’environ 10% des cellules cérébrales. Mais lorsqu’elles subissent des dommages, ou des bactéries envahissantes, elles s’activent et se mettent au travail pour nettoyer les dégâts. Cette activation de ces cellules auxiliaires clés est normalement une bonne chose pour le cerveau mais dans une gamme de maladies, en ce compris la MH, les chercheurs ont pensé qu’elles pourraient être un peu trop actives.

Stevens est une experte mondiale sur le rôle de la microglie dans la santé et la maladie. Elle a montré que l’un des rôles de la microglie dans le cerveau est d’absorber les synapses – le lien en forme de bulbe entre les cellules cérébrales de communication appelées neurones. Les synapses sont nécessaires mais ont besoin d’être nettoyées pour encoder de nouvelles informations dans le cerveau.

Il existe un système de communication de cellule à cellule appelé le "système du complément" qui intime à la microglie d’absorber, ou non, une synapse ou une cellule donnée. Il y a des années, l’équipe de Stevens avait découvert que ce système du complément était utilisé dans le cerveau par la microglie pour décider quels éléments cérébraux devaient être digérés. Dans de nombreuses maladies cérébrales, en ce compris la maladie de Huntington, ce système du complément devient hyperactif, absorbant des morceaux clairement estampillés avec la mention "ne me mange pas" pour le système du complément. L’équipe souhaite comprendre si le système du complément joue un rôle clé dans la perte de synapses connue pour se produire dans le cadre de la MH.

Ils ont développé des astuces de microscope très sophistiquées afin d’identifier des populations de synapses spécifiques dans les régions cérébrales impactées par la MH. Chez les souris MH, il existe un schéma très spécifique de perte de synapses qui s’aggrave au cours du vieillissement. Des changements similaires sont observés dans le cerveau des patients MH. Comme observé dans d’autres maladies, ces mêmes synapses vulnérables sont étiquetées d’un signal "mange-moi" pour le système du complément, ce qui suggère que la microglie chez les souris et patients MH pourrait aider à supprimer ces synapses critiques du cerveau, contribuant potentiellement à la progression de la maladie.

L’équipe de Stevens a trouvé dans les cerveaux données par des patients MH des preuves évidentes de microglie en colère et activée. Ils se sont ensuite tournés vers les souris où ils peuvent manipuler ce système pour voir quel rôle il joue dans la progression de la maladie.

Une société – Annexon Biosciences – a développé un médicament qui bloque l’activation du système du complément, ce qui  permet aux chercheurs de se demander si le blocage de cette activité "mange-moi" hyperactive contribue au développement des symptômes de type MH chez des modèles murins MH. Le traitement des souris MH avec ce médicament a fait ce qu’il était censé faire – il a empêché l’étiquette "mange-moi" d’être placée sur des régions cérébrales critiques, ce qui permet aux chercheurs de se demander si cette suppression des synapses est bonne ou mauvaise dans des maladies comme la MH. En utilisant une autre approche (un changement génétique chez la souris pour bloquer complètement le système du complément), l’équipe étudie les relations entre l’activation du système du complément et les symptômes. De manière intéressante, ils voient une protection contre certains symptômes de type MH chez les modèles murins MH.

Mais qu’en est-il des patients MH ? Est-ce que des choses similaires se produisent dans le cerveau de vrais patients ? Grâce à l’étude Clarity, l’équipe a pu accéder au liquide céphalo-rachidien de patients MH. Ce fluide, dans lequel baigne le cerveau, peut être un moyen non invasif de prélever des protéines cérébrales. Conformément à leurs prédictions, il y avait des signes clairs d’activation accrue du système du complément dans le liquide céphalo-rachidien des patients MH. Une petite étude chez des patients MH est actuellement menée par la société Annexon.

Très intéressant de voir comment des études biologiques, apparemment très basiques, peuvent être rapidement traduites en essais chez des patients MH !

* Recherche sur les cellules souches

Le Dr. Leslie Thompson d’UC Irvine est un leader de longue date dans le domaine de l’utilisation des cellules souches pour comprendre et traiter la maladie de Huntington. Les cellules souches sont des cellules très spéciales qui peuvent être amenées à devenir n’importe quel autre type de cellule dans le corps, en ce compris des cellules cérébrales, lesquelles sont vulnérables dans le cadre de la MH.

Historiquement, ces cellules devaient être isolées à partir d’embryons humains mais plus récemment, les chercheurs ont appris à obtenir des cellules normales d’adultes humains afin qu’elles deviennent des cellules souches. Ces "cellules souches pluripotentes induites" sont un outil formidable, permettant aux chercheurs de générer de véritables cellules cérébrales en laboratoire.

Le Dr. Thompson représente un vaste consortium, appelé "Cellules Souches pour la MH (SC4HD)", qui coordonne les efforts aux fins de développer des traitements potentiels de remplacement cellulaire dans le cadre de la MH.
Ils ont mené d’énormes études pour développer des lignées de cellules souches comme source potentielle d’études de greffe chez les personnes atteintes de la MH. Les cellules sont compliquées ! L’équipe a réalisé une énorme quantité de standardisation pour créer une source très bien caractérisée de cellules donneuses. Ils utilisent ces lignées de cellules souches humaines dans des expériences sur des modèles murins MH pour voir si la greffe de cellules dans le cerveau améliore les symptômes de type MH chez les souris. Fait passionnant, la transplantation de cellules souches humaines conduit à des améliorations significatives. Il s’agit d’une preuve de concept pour montrer que l’implantation de cellules souches peut entraîner certaines améliorations des symptômes liés à la MH chez les souris. Comprendre les fondements de ces améliorations pourrait permettre à l’équipe de prédire les symptômes à rechercher chez les patients MH.

Les études à long terme sur la souris montrent une amélioration assez frappante des symptômes moteurs d’un modèle murin MH traité par greffe de cellules souches humaines. Fait passionnant, l’équipe a pu affiner leurs procédures pour augmenter la survie des cellules transplantées.

Le Dr. Thompson décrit les études cliniques du consortium pour répondre à toutes les exigences des autorités aux fins d’études chez l’homme. Une préoccupation évidente avec les cellules souches est de s’assurer qu’elles ne se transforment pas en types de cellules inattendus, ou ne provoquent des tumeurs. Ces études habilitantes sont en cours, en ce compris celles testant les approches chirurgicales nécessaires pour implanter des cellules souches au bon endroit du cerveau MH. On ne veut pas de greffes au mauvais endroit !

Traduction Libre (Dominique C. - Michelle D.)

Source :  - Dr Rachel Harding, Dr Léora Fox et Dr Sarah Hernandez et Joël Stanton du 3 mars 2022