Développement d’approches thérapeutiques pour le traitement des dysferlinopathies.

Development of therapeutic approaches for the treatment of dysferlinopathies.

• Auteur / Autrice : Marina Pryadkina
• Direction : Isabelle Richard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 15/12/2014
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
• Jury : Président / Présidente : Francis Quétier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François-Jérôme Authier, Marc Bartoli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies musculaires

Recombinaison génétique

Thérapie génique

Mots clés libres

Dysferlinopathies

Résumé

Les dysferlinopathies sont un groupe de dystrophies musculaires progressives, dues à l’absence ou la déficience de la protéine sarcolemmale Dysferline, codée par le gène DYSF. Il n’existe pas de traitement disponible à l’heure actuelle.Le virus recombinant adeno-associé (AAVr) est actuellement le vecteur le plus approprié pour le transfert de gène dans le muscle squelettique. Cependant, les capacités d’encapsidation du vecteur AAVr sont limitées à ~5kb, ce qui empêche l'encapsidation des gènes de grande taille, comme la Dysferline. Pour contourner cette limitation, d’une part, plusieurs Dysferlines modulaires de taille ⩽ à 4,7kb (minigène) ont été créées et testées, dans le but de rechercher le rôle de domaines spécifiques dans la toxicité, la fonction et les interactions avec les partenaires ainsi que leur intérêt thérapeutique potentiel. Il a été montré que : la restauration de la capacité de réparation membranaire n’est pas suffisante pour améliorer l’histologie musculaire, que le domaine DYSF peut être responsable de la toxicité et que le domaine FER interagit avec la protéine OPTN. D’autre part, une étude comparative de plusieurs techniques de transfert de gène entier de la Dysferline (concatémérisation-épissage, recombinaison homologue dirigée (RDH), stratégie hybride ou assemblage) a montré que la stratégie par RHD est la méthode la plus efficace. L'administration systémique de vecteurs RHD chez des souris Dysferline déficientes est suffisamment efficace pour corriger la pathologie musculaire et augmenter la résistance du sarcolemme aux contraintes mécaniques. Le transfert de vecteurs RHD pourra devenir une approche thérapeutique potentielle pour le traitement de dysferlinopathies.

The dysferlinopathies are a group of untreatable progressive muscular dystrophies, caused by absence or deficiency of the sarcolemmal protein, dysferlin, as a consequence of mutations in DYSF gene. Recombinant adeno-associated virus (rAAV) is currently the most appropriate vector for gene delivery into the skeletal muscle. However, the ~5kb packaging size of this virus is a major obstacle for large gene transfer like dysferlin. To overcome this limitation, several strategies were developed. Firstly, several modular dysferlins (minigene) having a size of about 4.7kb were created and tested, in order to look for: role of specific domains in the toxicity and the function, the interactions with the partners and the therapeutical potential. It was demonstrated, that the restoration of the membrane repair deficit is not sufficient to improve the muscle histology; that the DYSF domain can be responsible for the toxicity and that the domain FER interacts with the protein OPTN. Secondly, several large gene transfer techniques: concatemerization-splicing, overlapping vectors, hybrid dual or fragmented AAV, were compared to deliver the DYSF gene into the skeletal muscle by two rAAV vectors. The rAAVs intramuscular injections into dysferlin deficient mice showed that the overlap strategy is the most effective approach to reconstitute a full-length messenger. The systemic administration of overlapping vectors was efficient to correct the histopathology and resistance to eccentric contractions of muscular fibers in the dysferlin deficient mice. These data indicate that using overlapping vectors could be a promising approach for a potential clinical treatment of dysferlinopathies.