Mise au point d'une méthode de thérapie génique utilisant le PEI et analyse du phénotype osseux dans un modèle murin de mucoviscidose

par Fariel Dif

Thèse de doctorat en Génétique et physiologie générale

Sous la direction de Giovanni Levi.

Le président du jury était Paul A. Kelly.

Le jury était composé de Edith Puchelle, Isabelle Sermet-Gaudelus, Barbara Demeneix.

Les rapporteurs étaient Isabelle Fajac, Martine Cohen-Solal.


  • Résumé

    La thérapie génique est l'une des approches la plus prometteuse pour traiter la mucoviscidose. Cependant, plusieurs difficultés techniques restent à résoudre et aucun protocole thérapeutique n'est actuellement encore efficace. Des travaux ultérieurs réalisés dans notre laboratoire montrent que le transfert de gène utilisant le polyéthylènimine (PEI) par voie intraveineuse permet d'obtenir des niveaux élevés de transfection dans les poumons. Les travaux de cette thèse montrent que cette technique peut être appliquée pour transférer des gènes dans les poumons de souris qui portent la mutation CFTR. Pour la première fois, une analyse ultrastructurale des poumons a permis de déterminer les cellules ciblées par cette méthode de transfert de gène. Cette étude montre l'expression du transgène essentiellement dans les pneumocytes de type I, les pneumocytes de type II et les cellules endothéliales, sans dommage apparent. Les résultats montrent que les complexes ADN/PEI traversent la barrière endothéliale pour atteindre les cellules pulmonaires. La coexpression de la protéine CFTR et du transgène dans les cellules respiratoires a été démontrée. Ces résultats placent le transfert de gène utilisant le PEI comme une solution possible à la thérapie génique pour les patients atteints de mucoviscidose. L'allongement de l'espérance de vie des malades atteints de mucoviscidose a fait apparaître certaines complications, comme l'ostéoporose très souvent associée à ce syndrome. Le lien direct entre la mutation CFTR et l'ostéoporose n'a jamais été démontré. L'ostéoporose était attribuée à des problèmes nutritionnels ou aux traitements par des anti-inflammatoires. Lors de cette thèse, une analyse histomorphométrique des os des souris mutantes pour le gène CFTR a mis en évidence une ostéoporose reflétée par une densité minérale osseuse significativement réduite. Cette réduction est marquée dans l'os cortical diminué de moitié. L'analyse des paramètres métaboliques de formation et de résorption osseuses a permis de mettre en évidence un déséquilibre du remodelage osseux associé à un ralentissement de la formation et aggravé par une résorption plus importante que chez les souris témoins : les ostéoclastes actifs sont plus nombreux dans la corticale. Ces résultats permettent de considérer que l'ostéoporose est l'un des symptômes directement associés à la mutation CFTR

  • Titre traduit

    Establishment of a gene delivery method based on the use of PEI and analysis of the bone phenotype in a mouse model of cystic fibrosis


  • Résumé

    Gene therapy is possibly the most promising approach for designing a treatment of cystic fibrosis. However, even if many therapeutical trials have been made, several technical problems have so far prevented the establishment of an effective therapeutical protocol. Some recent results from our laboratory have shown the gene transfer using intravenous administration of polyethylenimine/DNA complexes permit to obtain very high levels of expression in the lungs. The first aim o this thesis has been to show that this same approach can be utilized to transfer genes to the lungs of a mouse model of CF carrying a mutation of the CFTR gene. We have performed the first ultrastructural analysis to determine which target cells are transfected in the lungs using this approach. We show that the transgene is essentially expressed in type I pneumocytes, type II pneumocytes and endothelial cells without any apparent lesion to the tissue. These results show that the complexes DNA/PEI can cross the endothelial barrier rand reach pulmonary cells. We also show coexpression of the transgene and of the CFTR gene. Globally these results suggest that a PEI-based gene delivery strategy could be used for CF patients. The longer life span of CF patients has revealed a number of complications associated to this syndrome: a prominent one is osteoporosis. No direct prove was so far linking the presence of the CFTR mutation with a reduced bone density, on the contrary it had been suggested that osteoporosis in CF patients was a secondary effect due to malnutrition or corticoid therapy. The second achievement of this thesis has been to show that the CFTR mutant mice develop a clear osteoporosis with reduced bone density. This reduction derives both from a reduced rate of bone apposition and from an acceleration of bone resorption. A major result of this work has been, therefore the establishment of the fact that bone remodelling is strongly altered in association with a CFTR mutation and that osteoporosis should be considered as a symptom of CF syndrome

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Informations

  • Détails : 1 vol. (176 f. - [23] f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [149]-171

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Muséum national d'histoire naturelle. Bibliothèque centrale.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : TH 2005 - 05
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