Développement d’un traitement de thérapie génique pour l’atteinte cardiaque de la Dystrophie Musculaire de Duchenne

par Audrey Bourdon

Projet de thèse en Biologie médecine santé

Sous la direction de Caroline Le Guiner.

Thèses en préparation à Nantes , dans le cadre de BS - Bio-Santé (Nantes) depuis le 19-09-2016 .


  • Résumé

    La Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD) est due à des mutations dans le gène de la dystrophine, dont l’absence engendre une dégénérescence du tissu musculaire. Elle se traduit par une perte de la marche vers l’âge de 10 ans et par l’apparition d’une cardiomyopathie dilatée avec une insuffisance cardiaque terminale avant l’âge de 30-40 ans. La prise en charge de cette défaillance cardiaque reste aujourd’hui insuffisante, et la thérapie génique constitue une stratégie thérapeutique alternative pertinente. Un produit de thérapie génique est défini par la nature de la cassette d’expression et par le vecteur utilisé pour l’administrer. Des outils prometteurs pour un transfert de gène in vivo sont les vecteurs viraux dérivés des AAV (pour Adeno-Associated Virus), mais le sérotype optimal pour le transfert de gène dans le cœur chez l'Homme reste à identifier. Concernant le transgène thérapeutique, la très grande taille du gène de la dystrophine empêche son insertion dans un vecteur AAV (capacité maximale d’encapsidation = 4,7kb), mais d’autres transgènes compatibles avec cette contrainte présentent un intérêt thérapeutique. Ce projet de thèse s’articulera autour de deux études précliniques parallèles et complémentaires visant à (i) définir un sérotype de vecteur AAV et un mode d’administration pour obtenir un transfert de gène efficace du cœur, et (ii) identifier un transgène thérapeutique permettant l’amélioration de la fonction cardiaque. L’efficacité de différents transgènes thérapeutiques sera évaluée chez le rat DMD, modèle animal récemment développé et montrant -au contraire des autres modèles animaux de la DMD- une cardiomyopathie comparable à celle observée chez le patient DMD. Différents produits seront comparés : (i) un transgène ‘U7snRNA’, capable de rétablir l’expression de la dystrophine endogène après saut d’exon, (ii) un transgène ‘microdystrophine’, version tronquée de la dystrophine, (iii) un transgène ‘SERCA2a’ (Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ ATPase), une enzyme impliquée dans le transfert intracellulaire du calcium pouvant permettre une compensation du phénomène d’insuffisance cardiaque.Ce projet de thèse permettra de fournir des résultats essentiels pour l’évolution vers une stratégie globale de traitement de cette pathologie. En cas de succès, les résultats obtenus pourront donner lieu au développement d’un essai clinique chez des patients DMD.

  • Titre traduit

    Development of a gene therapy strategy for the cardiac disease in Duchenne Muscular Dystrophy


  • Résumé

    Duchenne Muscular Dystrophy (DMD), caused by mutations in the dystrophin gene, is characterized by the degeneration of all muscles of the body, including heart. It results in loss of walking around the age of 10 and the progressive development of a dilated cardiomyopathy with terminal heart failure before the age 30-40. The symptomatic management of this heart phenotype remains still insufficient, and gene therapy appears today as a relevant alternative/complementary therapeutic strategy. A gene therapy product is defined by the nature of the expression cassette and the vector used to deliver it. Promising tools for in vivo gene transfer are viral vectors derived from AAV (Adeno-Associated Virus), but the optimal serotype for gene transfer into the heart in humans remains to be identified although some candidates are emerging. For the therapeutic transgene, the large size of the dystrophin gene prevents its insertion in an AAV capsid, but other shorter transgenes compatible with this constraint have demonstrated a therapeutic interest in preclinical models. Using relevant animal models, this project will focus on two parallel and complementary preclinical studies to: (i) Evaluate the efficacy of AAV vectors expressing different transgenes (U7snRNA for exon skipping, microdystrophins, SERCA2a) in the Dmdmdx rat model recently developed by our laboratory in collaboration with teams located on our campus. The rat Dmdmdx rat model is the only one so far that exhibit a progressive cardiomyopathy comparable to the one observed in DMD patients. This efficacy will be evaluated in animals of different ages (i.e. at different advanced stages of disease progression). (ii) Define the optimal serotype of AAV and mode of administration for effective gene transfer in the heart of nonhuman primates, the only clinically relevant animal model to evaluate such aspects. The results of this project will provide important preclinical proof-of-concept to support the future development of a clinical trial for the treatment of cardiomyopathy in DMD patients, a necessary evolution in a comprehensive strategy for DMD treatment. To support this future development, we already have multiple on going interactions with clinicians following DMD patients.