Une nouvelle thérapie génique contre la bêta-thalassémie

Une nouvelle thérapie génétique contre la bêta-thalassémie_globules-rouges-sang_wp

La bêta-thalassémie ou thalassémie bêta est une maladie génétique de l’hémoglobine, substance contenue dans les globules rouges du sang permettant de véhiculer l’oxygène dans l’organisme. Elle est d’une sévérité variable ; certaines formes n’entraînent aucun symptôme alors que d’autres mettent la vie en danger. Elles sont même létales si elles ne sont pas traitées

Les bêta-thalassémies dites majeures et intermédiaires se caractérisent par une anémie, manque de globules rouges et d’hémoglobine dans le sang. Cette maladie se manifeste par une pâleur, une propension à se fatiguer, parfois des vertiges et des essoufflements. L’anémie peut s’accompagner de complications diverses : des problèmes de croissance, déformations osseuses, etc. Selon la gravité de l’anémie, les premiers signes apparaissent à la petite enfance, entre 6 et 12 mois ou plus tard. Dans ces formes-ci, des transfusions sanguines régulières systématiques sont nécessaires afin de permettre une croissance et une activité normales.

Print

La bêta-thalassémie est donc due à une anomalie de l’hémoglobine qui est une protéine incluse dans les globules rouges circulant dans le sang. L’hémoglobine sert à transporter l’oxygène inspiré dans les poumons et de le redistribuer à tout l’organisme. Elle est par conséquent une protéine indispensable à la vie. Elle est formée de 4 « briques », appelées chaînes, assemblées entre elles ; 2 briques de type alpha et 2 autres de types bêta. Dans le cas de cette maladie, les chaînes bêta sont produites en quantité insuffisante ou nulle. Ce qui provoque une production incomplète d’hémoglobine globale. La fabrication des chaînes bêta est commandée par le gène « bêta globine » localisé sur le chromosome 11. C’est donc l’altération ou mutation de ce gène qui est responsable de la maladie. Environ 200 mutations différentes de ce gène sont responsables de thalassémie.

Comme toute maladie génétique, la bêta-thalassémie n’est pas contagieuse. Elle atteint surtout les personnes du pourtour méditerranéen (Corse, Italie, Sardaigne, Sicile, Grèce, Afrique du Nord), du Moyen-Orient, d’Asie (Chine, Inde, Viêt Nam, Thaïlande et d’Afrique noire) et touche autant les femmes que les hommes.

Une nouvelle thérapie génétique contre la bêta-thalassémie_hémoglobine_wp

Sa prévalence globale, nombre de cas dans une population donnée à un moment précis, n’est pas spécifiquement connue étant donné qu’elle varie énormément selon les régions du monde. 100 000 cas d’enfants par an sont estimés dans le monde naissant avec une forme grave de bêta-thalassémie et 10 000 malades vivant en Europe et en Amérique du Nord. En France, 350 personnes environ sont atteintes de formes sévères, dont près de 70 % sont des formes majeures. Ce qui correspond à une prééminence d’environ 1/200 000. Les malades sont pour la plupart originaires d’Italie et d’Afrique du Nord.

Pour permettre alors à des individus atteints de cette maladie de se passer partiellement ou complètement des transfusions sanguines systématiques, une nouvelle méthode de thérapie génétique a été mise au point.

Une nouvelle thérapie génétique contre la bêta-thalassémie_globules-rouges_wp

Ces premiers résultats, concernant 22 patients d’une étude internationale, ont été publiés le 18 avril 2018 dans la prestigieuse revue The NEW ENGLAND JOURNAL of MEDICINE. Ces travaux ont été réalisés par l’Institut de recherche et de soins innovants des maladies génétiques imagine et l’Hôpital Necker à Paris, en collaboration avec une entreprise de biotechnologies bluebirdbio dans le Massachusetts aux États-Unis.

Les seuls traitements actuels existant sont les allogreffes de moelle saine par un donneur compatible. Mais, la plupart des malades subissent des transfusions sanguines régulières pour lutter contre l’accumulation du fer dans le sang en prenant un traitement chélateur du fer, toxique pour l’organisme.

Une nouvelle thérapie génétique contre la bêta-thalassémie_imagine_wp

En 2010, Marina Cavazzana-Calvo, chercheuse et professeure, à l’origine des travaux de 2018, a publié le cas d’un patient atteint de bêta-thalassémie sévère, lequel a pu depuis se passer de ses transfusions grâce à l’utilisation d’une thérapie génétique.

La méthode consiste à prélever les cellules souches de la moelle osseuse du patient pour être corrigées en laboratoire par ce qui est appelé un « vecteur », étant un virus modifié afin qu’il insère non pas son ADN viral, mais un ADN choisi, dans ce cas-ci le gène « bêta globine ». Bien qu’il ne s’agisse de la technologie CRISPR/Cas9, qui fait grand bruit depuis quelques années, le principe de ce vecteur est similaire. Le patient subit par la suite un traitement pour supprimer sa moelle osseuse malade, ses cellules souches modifiées par le vecteur lui sont ensuite réinjectées. « On fait de l’addition de gène, pour remplacer celui qui fait défaut, grâce à une sorte de cheval de Troie qui va amener l’ADN thérapeutique », a précisé le Pr Philippe Leboulch, l’un des chercheurs ayant aussi participé aux travaux.

Une nouvelle thérapie génétique contre la bêta-thalassémie_bluebirdbio_wp

Afin alors de tester l’efficacité et la tolérance d’un vecteur similaire, appelé LentiGlobin, produit par l’entreprise américaine bluebirdbio, les travaux ont été réalisés à plus grande échelle en France et aux États-Unis sur 22 individus souffrant de cette maladie.

3 ans après le traitement, 15 patients sur 22 n’ont plus du tout besoin de transfusions. « Aucun ne fait de complication. Il n’y a aucun effet secondaire », a indiqué le Pr Cavazzana-Calvo. Les 9 patients atteints de la forme la plus sévère de la maladie ont vu leurs besoins de transfusions réduits de 73 %, 3 d’entre eux n’en ayant absolument plus besoin. Quant aux 13 autres patients, atteints de la forme la plus courante et de variations diverses, 12 d’entre eux n’en avaient plus non plus besoin après le traitement au terme des 3 ans de suivi sur les 15 ans minimum prévus au total.

Red Blood Cells

« Ces résultats sont d’une grande importance », a souligné la revue The NEW ENGLAND JOURNAL of MEDICINE. « Les résultats […] sont incroyablement prometteurs », a déclaré, sur le site de Science Media Center, Darren Griffin, professeur de génétique à l’Université du Kent à la découverte de ces travaux. Il les a aussi qualifiés d’ « avancée significative », en particulier pour la « qualité de vie des patients », fortement améliorée par l’interruption des transfusions sanguines. Une patiente de 20 ans traitée à Paris, d’origine thaïlandaise, a parlé de sa « deuxième vie ». « Le traitement était dur, en milieu stérile pendant deux mois. Je ne pouvais pas manger par la bouche. C’était très long de ne pas pouvoir sortir. Mais maintenant tout est normal dans ma santé. Je mange de tout, je fais du sport, j’étudie. Enlever les transfusions de ma vie m’a beaucoup soulagée », a-t-elle ainsi témoigné auprès de l’AFP.

Publicités

Des gènes toujours actifs après la mort

Des gènes toujours actifs après la mort_women's-day_wp

Pas très gai le thème, vous me direz, en cette Journée Internationale de la Femme.

Mais, comme je suis une femme, par conséquent, c’est aussi ma journée, qui plus est mon blog ne s’appelant pas LES CHRONIQUES MORTES OU VIVES pour rien, hé bien les amis, je choisis le sujet de cet article Sciences comme je veux !

Blague mise à part. Cette étude qui a été publiée dans la revue Nature Communication à la mi-février est une véritable avancée dans le domaine de la génétique.

Une équipe internationale de chercheurs a observé et évalué l’activité génétique après le décès d’un individu. Elle a pu déterminer l’heure de la mort avec une précision jusque-là inégalée.

DNA-Helix

La vie après la mort existe donc bien ! Mais d’un point de vue biochimique. « Nous avons observé des processus actifs de certains gènes après le décès. C’est-à-dire qu’une activité au niveau des mécanismes de transcription génétique persiste dans certaines cellules plusieurs heures après la mort », a expliqué Roderic Guigó, Professeur de biologie computationnelle (utilisant les concepts fondamentaux de l’informatique dans la recherche et la démarche scientifiques) à l’Institut des sciences et technologies de Barcelone en Espagne.

Cette observation des réactions cellulaires post mortem a été réalisée à partir de 36 types de cellules différentes prélevés sur 540 donneurs morts. Les scientifiques ont étudié dans chaque tissu, cerveau, foie, reins, poumons, sang, etc. les mécanismes de transcription génétique par lesquels l’ADN commande à la cellule de synthétiser telle ou telle protéine. Ainsi des ordres biochimiques passant par l’ARN messager (ARNm), molécule très proche de l’ADN étant la copie d’un fragment du génome donc destinée à transmettre le message génétique. C’est cet ARNm qui continue d’être transcrit dans certains tissus après la mort. La mort d’un individu ne coïncide alors pas exactement avec celle de l’ensemble de son organisme.

Des gènes toujours actifs après la mort_chromosomeX_wp

Le Professeur de biologie computationnelle a également commenté auprès du site Vice : « Certaines parties du corps sont toujours en vie quand le décès est prononcé. Qu’est-ce que ça signifie ? C’est une question qui ne concerne peut-être pas la science. Quelle est la différence entre la mort d’un individu et la mort des parties qui constituent l’individu ? Suis-je mon foie, mon estomac, mon rein ? Tous ces organes continuent de fonctionner après la mort. Ils sont vivants, mais je suis mort. En vérité, la vie peut être définie comme l’action coordonnée de toutes ses parties, et la mort comme la fin de cette coordination. »

Mieux encore. Si l’activité de certains gènes décline, notamment ceux liés à la réponse immunitaire ou au métabolisme, cette activité peut être stimulée chez d’autres gènes. Par exemple, l’expression de gènes associés au stress était plus forte après la mort ainsi que celle d’un gène à l’origine d’une protéine de transport de l’oxygène.

Des gènes toujours actifs après la mort_adn-gènes_wp

Selon ces scientifiques, ce phénomène pourrait s’expliquer comme pouvant être un effet compensatoire de l’organisme qui n’aurait pas complètement abandonné l’idée de vivre, en quelque sorte l’instinct primitif de survie lié à toute espèce vivante.

Pour arriver à ce constat, les chercheurs ont alors utilisé des techniques de modélisation informatique et d’apprentissage automatique, machine learning. De par ces dernières, ces travaux ont permis à l’équipe de développer un algorithme déterminant l’heure précise de la mort. Grâce à la mesure des variations de l’expression génétique de 399 corps, le logiciel a réussi à établir l’heure du décès de 129 personnes. Pour chaque type de cellule, il a été ainsi possible de mettre au point un timing minuté de l’activité génétique post mortem. C’est entre 7 et 14 heures après la mort que les plus grandes variations d’activité ont été observées. Certains gènes s’affaiblissaient, d’autres au contraire s’activaient.

Des gènes toujours actifs après la mort_chromosomesXY_wp

Ilias Tagkopoulos, chercheur en science informatique à l’Université de Californie à Davis aux États-Unis qui n’a pas participé à ces travaux a déclaré dans la revue Science : « On peut imaginer un futur où les laboratoires seront équipés d’une intelligence artificielle utilisant l’expression génétique et d’autres informations contextuelles pour déterminer l’heure et la cause d’un décès ».

Même si le programme développé par l’équipe du Professeur Roderic Guigó demeure à ce jour un outil expérimental, cette analyse de l’expression génétique, sur les 24 heures suivant un décès, se voudrait plus précise que celle des bactéries dont l’activité varie peu sur ce laps de temps. Ces travaux permettraient aussi une meilleure compréhension des réactions qui suivent une greffe d’organe. Cette expression génétique résiduelle pouvant avoir des implications sur la survenue de cancer consécutif à la greffe.

Des gènes toujours actifs après la mort_adn-gènes-code_wp

En 2017, une autre équipe de chercheurs avait déjà démontré qu’une activité génétique chez la souris et le poisson-zèbre continuait, voire, se réveillait, jusqu’à 4 jours après la mort.

Enfin, ce type de travaux en la matière ne date pas d’aujourd’hui, puisqu’en 2016, dans son article « Des centaines de gènes « zombies » se réactivent après la mort », Lise Loumé du Magazine Sciences et Avenir en faisait déjà référence.

Des ovules humains matures cultivés en laboratoire

Des ovules humains matures cultives en laboratoire_photo-cortier-bsip_wp
La période de fertilité féminine dépend du stock non renouvelable de follicules présents dans les ovaires et potentiellement sensibles à la chimiothérapie et la radiothérapie – photo CORTIER / BSIP

Des scientifiques sont parvenus à cultiver des ovules humains en laboratoire prêts à être fécondés. Une grande première pour préserver la fertilité féminine.

Des chercheurs de l’Université d’Édimbourg (Écosse) et de New York (USA) ont réalisé ces travaux. L’étude a été publiée le 9 février de cette année dans la revue Molecular Human Reproduction – Oxford Academy.

Des scientifiques avaient déjà obtenu des ovules matures de souris en laboratoire jusqu’à la production d’individus vivants. D’autres avaient réussi à accroître des ovules humains à un stade de développement tardif, mais jamais jusqu’au stade final.

Pour cette étude, les chercheurs ont mis au point des milieux de culture dans lesquelles les ovocytes (cellule germinale femelle située dans l’épaisseur du parenchyme ovarien et dont la maturation nucléaire et cytoplasmique la conduit à l’état d’ovule fécondable) ont été cultivés afin de maintenir chaque étape de leur croissance. 10 tissus ovariens ont été alors prélevés chez des femmes âgées d’environ 30 ans, puis cultivés en 3 étapes durant un total de 20 jours.

Des ovules humains matures cultives en laboratoire_ovule_wp

Sur les centaines de follicules (glande en forme de petit sac interne dans l’épaisseur d’un tégument, enveloppe de la graine ou tissu organique recouvrant le corps des animaux), ovules immatures, de départ, seulement 9 ont atteint la maturité.

Le Professeur Azim Surani de l’Université de Cambridge (Angleterre) a estimé malgré ces résultats prometteurs qu’ « il reste beaucoup de travail avant de conclure qu’ils ont le potentiel d’être utilisés dans les cliniques […] ces ovocytes sont plus petits que la normale » et qu’il serait intéressant de tester leur développement en fécondation in vitro.

Le Professeur Evelyn Telfer de l’Université d’Édimbourg qui a dirigé ces travaux a quant à elle établi : « Le fait de pouvoir développer pleinement des ovules humains en laboratoire pourrait élargir la portée des traitements de fertilité disponibles et nous travaillons maintenant à optimiser les conditions favorisant leur développement. Nous espérons également savoir, sous réserve d’approbation réglementaire, s’ils peuvent être fécondés ».

Des ovules humains matures cultives en laboratoire_ovulation_wp

Cependant, même si effectivement cette recherche doit être approfondie, elle représente une avancée majeure à toute tentative de fécondation ultérieure. Elle pourrait permettre notamment de préserver la fertilité des femmes atteintes d’un cancer.

Le but pour ces femmes désireuses d’enfanter après avoir suivi un traitement, comme la chimiothérapie, serait d’éviter la réimplantation de tissu ovarien préalablement prélevé et ainsi la réintroduction du cancer. À la place, les ovocytes immatures récupérés à partir d’un morceau de leur ovaire pourraient être amenés à maturité en laboratoire et stockés pour être fécondés plus tard.

Mais aussi, ce tel progrès ouvre les portes de l’espoir à de nombreuses femmes infertiles, tel que l’a déclaré le Professeur Channa Jayasena du Collège Impérial de Londres : « Un travail élégant, démontrant pour la première fois que les ovules humains peuvent être cultivés jusqu’à maturité dans un laboratoire […] une percée importante, qui pourrait offrir de l’espoir aux femmes infertiles […] il faudra plusieurs années pour traduire cela en thérapie ».

Des ovules humains matures cultives en laboratoire_ovocyte_wp

Pour les auteurs de l’étude, des travaux supplémentaires seront bien sûr nécessaires afin de perfectionner la procédure et déterminer si les ovules donc obtenus sont normaux et potentiellement fécondables.

Bien que de nombreux détracteurs s’élèveront contre ce type d’évolution scientifique, il n’en reste pas moins que ce bond énorme en la matière permettra de concrétiser le rêve de beaucoup de femmes à devenir des mamans épanouies. Mais, il faut être une femme dans cette situation pour comprendre…

Un scientifique tente de modifier son génome

Un scientifique tente de modifier son génome_adn-ciseau_wp

Josiah Zayner, diplômé de l’Université de Chicago en biophysique moléculaire et ancien employé de la NASA ayant travaillé sur un programme de biologie synthétique, est entré dans l’Histoire en devenant le premier biohacker.

Début octobre dernier, au cours d’une conférence qu’il a tenu à San Francisco et qui a été diffusée sur Facebook, ce savant fou a annoncé qu’il était parvenu à modifier son ADN en vue d’accroître ses capacités musculaires afin de devenir un surhomme.

Il a démontré qu’en utilisant la technique d’édition génétique CRISPR/Cas9, appelée par les spécialistes le « scalpel de la génétique » ou les « ciseaux de l’ADN », très prometteuse en thérapie génétique depuis sa découverte en 2015, il avait réussi à modifier son génome afin de renforcer sa puissance musculaire.

Un scientifique tente de modifier son génome_adn-brin_wp

Pour ce faire, il s’est injecté dans l’avant-bras une solution contenant la protéine Cas9 et un ARN guide ciblant le gène de la myostatine, une protéine qui inhibe le développement musculaire ; l’objectif étant de supprimer ce gène et de voir alors si dans le membre en question les muscles vont se mettre à grossir plus que de mesure.

Ce biochimiste a voulu mener cette expérience face caméra afin de prouver que l’édition du génome pouvait être réalisée par le commun des mortels chez lui avec un minimum de matériel.

« Avec cette tentative, Josiah Zayner a franchi un cap dans le « Do it yourself », un terme autrefois réservé à l’informatique et qui évoquait les bidouillages de geeks mais maintenant utilisé pour par les manipulateurs du vivant. Loin d’alerter sur les dangers de telles manipulations, Zayner estime que les choses vont trop lentement dans le « vieux monde de la science » et invite les volontaires à entreprendre toutes sortes de transformations. », a déclaré Joël Ignasse, journaliste du magazine Sciences et Avenir.

Un scientifique tente de modifier son génome_adn-code_wp

Il a d’ailleurs créé la société The ODIN qui commercialise dès lors toute une série de kits permettant de réaliser cette expérience à domicile, y compris l’utilisation de la technique CRISPR.

Même si les travaux du biochimiste intéressent de près le FBI qui échange régulièrement avec lui afin de connaître l’avancée de ses travaux et de ses recherches, la mise en vente de ces kits inquiète les autorités fédérales. Et bien que pour le Professeur George Church à Harvard, spécialiste de la biologie synthétique, Josiah Zayner sache de quoi il parle et trouve extraordinaire cette mise à disposition de tous ces outils d’édition du génome, la communauté scientifique ne partage pas vraiment son avis.

Un scientifique tente de modifier son génome_adn-hélice_wp

Nombreux scientifiques demeurent très sceptiques côté résultat. Rien ne prouve que des gènes ont bien été supprimés dans certaines cellules, ni combien de cellules ont pu être affectées par l’injection et encore moins si la pratique aura un impact physique. L’usage de la technique CRISPR/Cas9 présente des risques infectieux et inflammatoires si elle est utilisée hors protocole. En outre, cette technique n’a été expérimentée qu’en laboratoire jusqu’alors. Elle n’est donc pas sûre à 100% et le risque de muter un gène voisin pouvant entraîner une maladie, comme un cancer, reste très élevé.

De son côté, évidemment, le biochimiste se défend en affirmant qu’il est encore vivant, malgré les avertissements.

3D medical background with DNA strands, connecting lines and dots

Quant à la Food and Drug Administration (FDA), l’administration américaine des denrées alimentaires et des médicaments qui est mandatée pour autoriser la commercialisation des médicaments sur le territoire des États-Unis, entre autres, a de suite publié une mise en garde rappelant que toute utilisation de CRISPR/Cas9 sur l’humain « doit faire l’objet d’une approbation et que la vente de ces kits est illégale ».

Enfin, on pourrait se demander jusqu’où la folie de certains hommes, scientifiques ou pas, s’arrête-elle afin de combler un évident mal d’être ? Et pourquoi cet individu ne se met-il tout simplement pas au sport ?

Un scientifique tente de modifier son génome_adn-color_wp