Myriam Vial

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LA THERAPIE GENIQUE

• Myriam Vial
• PAP Génétique - Lycée Marlioz, Aix Les Bains -
• 15 juin 2004

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Définition

• La thérapie génique consiste à
• introduire dans une -cible
• un gène dintérêt thérapeutique
• afin quil produise
• - une protéine manquante ( déficiente)
• ou
• - un signal qui conduira à la mort de la cellule
  ( infectée ou cancéreuse).

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ASPECTS HISTORIQUES
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Lavènement de la thérapie génique

• Début des années 80 développement du génie
  génétique gt maîtrise de nouveaux procédés
  techniques au niveau cellulaire, tels que
  lexploration du génome humain.
• 1990 début des 1ers tests cliniques de la
  thérapie génique.
• Approche innovante, nouvelle étape dans
  lhistoire de la médecine, car elle contre
  directement les causes de la maladie (au lieu
  dattaquer slt les symptômes).

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La 1ère réussite

• DÉCRYPTAGE. POUR LA PREMIÈRE FOIS UNE THÉRAPIE
  GÉNIQUE MONTRE SON EFFICACITÉ.
• Les bébés sortent de leurs bulles
• Des médecins de lhôpital Necker de Paris ont
  réussi à traiter par thérapie génique quatre "
  enfants bulles " atteints de déficit immunitaire
  combiné sévère. Cette première mondiale est une
  réussite. Reste à savoir si la guérison est
  temporaire ou définitive.
• Première mondiale dune thérapie génique efficace
  à lhôpital Necker. Grâce à lutilisation de la
  thérapie génique, difficile opération
• Article paru dans l'édition du 30 décembre 1999 -
  Page imprimée sur http//www.humanite.fr

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La 1ère réussite

• Encore du domaine expérimental,
• gt Résultats dessais cliniques.
• Déc. 1999 1er succès probant à lHôpital Necker
  par Pr A. Fischer (INSERM, U429)
• -  enfants bulles  (DICS, maladie liée à X)
• - grave maladie génétique du SI gt abs LT et NK
  gt aucun contact antigénique possible gt vie sous
  atmosphère protectrice.
• soignés, au moins temporairement par thérapie
  génique,

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La 1ère réussite
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La 1ère réussite

• prélèvement des souches de la moelle osseuse
  des patients,
• introduction, dans ces , dun gène fonctionnel
  en laboratoire,
• ré-injection des génétiquement modifiées aux
  patients,
• capacité délaborer une réponse immunitaire,
• vaccination possible.

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Les grandes dates

• 1973 Premières expériences de transfert de
  gènes.
• 1980 Première expérience de thérapie génique
  par Cline (États-Unis).
• 1986 Identification du gène de la myopathie de
  Duchenne sur le chromosome X par le généticien
  américain Anthony Monaco
• 1987 Lancement du Téléthon par lA.F.M.
• 1990 Fondation du Généthon par lAssociation
  française contre les myopathies et le centre
  détude du polymorphisme humain
• 1990 Premier succès partiel de la thérapie
  génique chez une fillette de 4 ans atteinte de
  déficit immunitaire en ADA (adénosine déaminase),
  par léquipe du Professeur Michael Blaese à
  Bethesda aux Etats-Unis.
• 2000 Premier véritable succès de la thérapie
  génique chez deux nourrissons atteints dun
  déficit immunitaire combiné sévère lié au
  chromosome X par le Professeur Alain Fischer et
  Marianne Cavazzana-Calvo à lhôpital
  Necker-Enfants Malades de Paris.

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Le premier essai

• Essai clinique du Dr Martin Cline aux USA
• Thérapie génétique somatique sur 2 patientes
  atteintes de thalassémie au stade terminal
• Il fut banni de la communauté scientifique à la
  fin des années 70 gt exclusion de son université
  pendant plusieurs années.

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La première autorisation

• 1990 F. Anderson M. Blaese
• une petite fille (3 ans) atteinte de ladénosine
  déaminase (ADA), qui correspond à un effondrement
  total des défenses immunitaires.

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ASPECTS TECHNIQUES
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Principes, aspects techniques

• Une méthode en 4 étapes
• Isoler et cloner le gène dintérêt thérapeutique,
• Réaliser un vecteur chargé damener le transgène
  dans le noyau cellulaire,
• Administrer le vecteur (3 protocoles ?),
• Vérifier lintensité et la durée de lexpression
  du gène thérapeutique, mais aussi les effets
  secondaires éventuels.

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Etape ? isolement et clonage du gène dintérêt
thérapeutique

• Grâce aux connaissances relatives au génome
  humain, on parvient facilement et rapidement à
  isoler un gène et à le cloner (PCR)
• ? Cf. Fiche Génoscope

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Etape ? Réalisation dun vecteur amenant le
transgène dans le noyau de la cellule-cible

• Le vecteur généralement utilisé est un virus
• adénovirus,
• rétrovirus.

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Étape ? Réalisation dun vecteur amenant le
transgène dans le noyau de la cellule-cible
Pour produire ces vecteurs viraux on utilise des
modifiées, les dencapsidation. Ces
expriment, normalement, les protéines virales
formant la capside de façon stable. En labsence
de génome viral, elles ne produisent que des
particules virales vides.
INRA
Lintroduction dans ces dune construction
génétique génome viral gène thérapeutique
conduit à la formation de particules virales
complètes contenant vecteur.
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Quels vecteurs ?

• Aujourd'hui, l'évolution de la thérapie génique
  repose essentiellement sur le développement de
  systèmes de transfert de gènes.
• Ils doivent être
• sûrs,
• efficaces,
• spécifiques à un type cellulaire,
• capables de fonctionner dans des cellules qui ne
  se divisent pas en assurant la stabilité de
  l'expression du gène d'intérêt thérapeutique.
• De plus, leur production industrielle doit être
  fiable et rentable.

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Quels vecteurs ?

• 3 types
• les vecteurs viraux virus transformés
  rétrovirus, adénovirus, et AAV(virus associé à un
  adénovirus),
• les vecteurs non-viraux il en existe deux
  classes principales lADN plasmidique et les
  vecteurs synthétiques (ADN nu, ADN complexé à des
  lipides cationiques ou ADN condensé par des
  polymères cationiques et inséré dans des
  liposomes).
• les méthodes physiques électroporation et
  injection sans aiguille.

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Quels vecteurs ?

• Les virus sont particulièrement efficaces pour
  délivrer leur information génétique (ADN ou ARN)
  dans des cellules spécifiques. Aujourdhui,
  approximativement 2/3 des protocoles cliniques
  des thérapie génique utilisent un vecteur
  dorigine virale.
• Pour le transfert de gènes chez lHomme, les
  virus sont classés en deux catégories
• lytiques ont un cycle reproductif très court
  qui aboutit à la destruction des cellules
  infectées
• non lytiques qui sont produits par
  bourgeonnement des virions à partir des
  membranes plasmiques des cellules infectées et
  pendant un laps de temps prolongé.

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Quels vecteurs ?

• Les vecteurs non viraux
• Ils sont peu immunogènes, ce qui autorise les
  administrations répétées,
• Ils nont pas de limite théorique quant à la
  taille de la cassette dexpression,
• Ils peuvent être produits à partir de composants
  définis.

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Quels vecteurs ?

• Leurs limites gt transparent

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Étape ? Administration du vecteur
3 protocoles
INRA

• la thérapie génique ex vivo
• prélever sur le patient les cellules cibles,
• les modifier génétiquement avec le vecteur viral
  porteur du gène
• d'intérêt thérapeutique,
• puis à les réintroduire chez le patient. M
• Méthode utilisée en particulier pour les
  cellules sanguines, faciles
• à prélever et à réintroduire.

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Étape ? Administration du vecteur
3 protocoles
INRA

• la thérapie génique in situ
• le vecteur de transfert est directement injecté
  au sein du tissu cible
• la thérapie génique in vivo
• elle consiste à injecter le vecteur portant le
  gène d'intérêt
• thérapeutique directement dans la circulation
  sanguine,
• celui-ci devant atteindre spécifiquement les
  cellules cibles

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Étape ? Vérification de lexpression du gène
thérapeutique

Pour infecter une cellule, la particule virale
se fixe d'abord à la membrane cellulaire. Les
gènes viraux sont libérés dans le noyau et,
qu'ils soient intégrés ou non au génome
cellulaire, ils utilisent la machinerie de
réplication de la cellule pour produire de
nouvelles particules virales. Ces dernières
pourront aller infecter d'autres cellules.
INRA
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Étape ? Vérification de lexpression du gène
thérapeutique

Lorsque le virus est modifié pour être utilisé
comme vecteur de transfert, les gènes codant pour
les protéines virales sont remplacés par le gène
d'intérêt thérapeutique. Ce vecteur pénètre dans
la cellule de la même façon que le virus
naturel. Il permet la synthèse de la protéine
d'intérêt thérapeutique, sans production de
particules virales.
INRA
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ESSAIS ACTUELS DANS LE MONDE
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États des lieux

• Depuis début années 80, à travers le monde, 596
  essais cliniques ont été ou sont en cours de
  réalisation - une quinzaine en France pris en
  charge par divers laboratoires.
• Pays leader au nombre d'essais cliniques USA
• USA gt ¾ des tests (480) - législation souple
  et moyens importants.
• 3484 personnes dans le monde ayant ou ayant eu
  des cellules génétiquement modifiées dans le
  corps dont 60,3 (n 2088) aux USA

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États des lieux

• - 376 essais concernant les cancers à l'exemple
  des tumeurs gynécologiques, du SN,de la peau ou
  du système gastro-intestinal.- 75 essais sur les
  maladies monogénétiques hémophilie, myopathie,
  mucoviscidose,...

- 38 essais sur des maladies infectieuses et
virales, principalement le SIDA.- 48 essais pour
déterminer des marqueurs génétiques dans des cas
comme le SIDA,les mélanomes, le cancer du sein.-
46 essais sur d'autres troubles comme au niveau
des artères coronaires et du réseau capillaire
du cœur.- 2 essais sur des volontaires sains (ce
qui représente seulement 6 personnes).
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Essais cliniques procédure en France
RST n14 Académie des Sciences (fév. 2003)
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ETHIQUE THERAPIE GENIQUE
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Aspects éthiques généraux

• Le génome nest pas sacré, ce qui est sacré, ce
  sont les valeurs liées à lidée que nous nous
  faisons de lhumanité.
• Anne Fargot-Largault

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Aspects éthiques généraux

• Lexpérimentation sur le corps humain
• Comment expérimenter sur le corps humain sans le
  réduire à un simple objet ou un outil de
  recherche ?
• gt nécessité dencadrer les essais à laide de
  lois et aussi avec des contrôles.
• ? Le risque de dérive lié à la thérapie génique
• Jusquoù modifier génétiquement les Hommes ?
• Risque deugénisme grand,
• gt Demande dinterdiction de la thérapie génique
  germinale
• gt Exclusion de produits susceptibles de modifier
  des caractères physiques et/ou psychiques.

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Aspects éthiques généraux

• ? Un jeu dangereux ?
• - Une connaissance incomplète de toutes les
  fonctions du génome humain gt utilisation
  dangereuse des rétrovirus gt réveil de fonctions
  ou de virus endormi
• gt ne pas faire apparaître de nouvelles maladies
  en voulant soigner.
• ? Les dangers de lindustrie pharmaceutique
• Un nombre croissant dentreprises impliquées,
• gt Risque de franchissement détapes trop rapide,
• gt Risques pris sous le pression industrielle

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Aspects éthiques généraux

• Pour chacun des aspects une loi
• ? Expérimentation sur le corps humain et loi
  Huriet-Sérusclat (1988)
• - identification du promoteur de la recherche gt
  définir ses responsabilités,
• - obligation pour les laboratoires à définir les
  objectifs et les risques des expérimentations,
• - protection des  cobayes 
• . Consentement éclairé et libre,
• . Méthodologie et ses risques transmis.

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Aspects éthiques généraux

• ? Loi du 29 juil. 1994 - respect du corps humain
  
• - on ne peut porter atteinte à l intégrité du
  corps humaine qu en cas de nécessité
  thérapeutique pour la personne,
• - nul ne peut porter atteinte à l intégrité de
  l espèce humaine toute pratique eugénique
  tendant à l organisation de la sélection des
  personnes est interdite.
• Aucune transformation ne peut être apportée aux
  caractères génétiques dans le but de modifier la
  descendance de la personne.

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Aspects éthiques généraux

• ? Que faire contre les apprentis sorciers ?
• - Commission du génie biomoléculaire
• - elle est chargée dinformer et de conseiller le
  Premier Ministre.

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Aspects éthiques généraux

• ? Loi du 28 mai 1996 - risques daccidents
  opératoires
• - concerne les produits des thérapies géniques et
  cellulaires.
• - réglementation de leur distribution, de leur
  agrément
• gt les essais, en France, ne peuvent avoir lieu
  que dans des établissements de santé publique ou
  de transfusion sanguine agréés par le Ministère
  de la santé.

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? Pour ou contre la TG somatique ?

• POUR
• Il sagit le plus souvent du seul moyen pour
  guérir une personne atteinte dune maladie
  génétique incurable.

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? Pour ou contre la TG somatique ?

• CONTRE
• les risques liés à la recombinaison hétérologue,
• pas encore détude prolongée pour envisager les
  conséquences à long terme.
•  La plupart des thérapies géniques testées dans
  le monde sont parvenues au stade de lessai
  clinique sans avoir subi les tests toxicologiques
  nécessaires, ni avoir prouvé leur efficacité chez
  lanimal, donc dans des conditions inconcevables
  pour un produit ou une thérapie classique  - J.
  Descotes, Professeur à lUniversité de Lyon,
  chercheur INSERM et expert scientifique auprès de
  la C.E.

40
?? Pour ou contre la TG germinale ??

• POUR
• un moyen sûr déliminer une maladie (? moyen
  palliatif),
• pourrait être le seul remède efficace dans
  certaines maladies,
• éviter les risques et le coût liés à une TG
  somatique, en évitant la transmission de la
  maladie,
• une réponse au besoin des parents déviter de
  transmettre des maladies héréditaires incurables.

41
?? Pour ou contre la TG germinale ??

• CONTRE
• trop dincertitudes scientifiques et de risques
  cliniques,
• risques liés aux modifications du génome humain
  pour des raisons autres que médicales,
• implication de recherches sur des embryons, donc
  sur des EV nayant pas consenti à ces recherches,
• très chère, nécessité dune FIV, puis dun DPI,
• transgression du droit des générations futures
  dhériter dun patrimoine génétique inviolé.

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Arrêt des essais en France - Oct. 2002 -

• "Bébés bulles" essai suspendu
• L'essai de thérapie génique mené en France sur
  des "enfants bulles" souffrant d'un déficit
  immunitaire sévère, maladie héréditaire rare mais
  gravissime (les enfants sont condamnés à vivre
  dans une bulle), vient d'être suspendu par
  l'AFSSAPS (Agence française de sécurité sanitaire
  des produits de la santé). En effet, chez l'un
  des dix enfants qui avaient été traités par ce
  biais, les chercheurs ont observé un excès de
  lymphocytes T (des globules blancs) dans le sang.
  Selon l'AFSSAPS, cette prolifération non
  contrôlée de lymphocytes "s'apparente à une
  leucémie". Par prudence, les médecins et
  notamment le professeur Alain Fischer ont
  suspendu l'essai avant d'en savoir plus sur cette
  complication. Ils veulent savoir si "c'est un
  effet rare, s'il s'agit d'une malchance sur ce
  malade ou bien s'ils ont sous estimé le risque"

in Le Quotidien du Médecin (Vincent Bargoin)
07/10/02
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Reprise des essais en France - Mai 2004 -

• Bébés bulles essai de thérapie génique relancé
• L'AFSSAPS (Agence française de sécurité sanitaire
  des produits de santé) vient d'annoncer qu'elle
  autorise, à compter de mai 2004, la reprise de
  l'essai de thérapie génique sur des "bébés
  bulles", enfants souffrant d'un déficit
  immunitaire sévère lié à l'X (SCID-X). Ces essais
  avaient été interrompus en 2002 car des
  complications, du type leucémie, étaient
  survenues chez deux des neufs enfants soignés.
  L'AFSSAPS apporte quelques modifications au
  protocole (dose de cellules administrées, âge des
  patients) afin de diminuer le risque de survenue
  de complications. Ces modifications ont été
  proposées après les nombreux travaux menés par
  les équipes du Pr Fischer pour identifier les
  causes ou mécanismes ayant provoqué les
  complications. Les chercheurs ont également
  confirmé l'efficacité de la thérapie génique pour
  le traitement de bébés bulles, évaluée avec un
  recul de 5 ans pour les premiers patients et ont
  montré que le rapport bénéfice/risque est positif.

in Libération 10/06/04
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Conclusion
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• La thérapie génique se situe maintenant à un
  carrefour

Elle permet potentiellement de modifier le génome
humain, ? une technique inquiétante pour le
devenir collectif de lhumain
Elle laisse espérer la guérison de maladies
graves. ? un espoir pour des individus.
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• Elle a suscité, à l origine, de grands espoirs.
• Les difficultés techniques ont freiné
  considérablement sa mise en pratique.
• La suspension des essais.
• ? De nombreux chercheurs préfèrent dans ce
  contexte se tourner vers une thérapie cellulaire,
  celle mettant en jeu les cellules souches.

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Ressources

• La Recherche n315, déc. 1998
• Biofutur n202, juil.-août 2000
• Biofutur n198, mars 2000
• Biofutur n188, avr. 1999
• La thérapie génique bilan et perspectives -
  Rapport de lAcadémie de médecine et de
  lAcadémie de pharmacie - nov. 2001
• Rapport sur la thérapie génique humaine - Pr
  Edgar Pr Tursz - UNESCO, sept. 1994
• Le clonage, la thérapie cellulaire et
  l utilisation des cellules embryonnaires -
  Clayes Huriet - Office parlementaire des choix
  scientifiques et technologiques - Rapport AN
  n2198 et Sénat n238, 1999-2000