Améliorer la prestation de la thérapie génique RDEB

Dans le cadre de ce projet, les chercheurs ont mis au point des méthodes de thérapie génique permettant de remplacer en laboratoire le gène RDEB (collagène-7) endommagé dans les cellules des patients et d'administrer directement des traitements d'édition génique dans les cellules du patient. Étant donné que de nombreuses personnes ont été infectées par des virus humains et pourraient développer une réponse immunitaire susceptible de réduire l'efficacité de la thérapie génique utilisant des virus humains, le nouveau système utilise un virus porcin. Il est également moins susceptible de provoquer des effets secondaires car il divise le virus en deux parties : un vecteur « amplicon », qui contient la thérapie génique mais pas les gènes viraux, et un virus « auxiliaire », qui ne peut se reproduire, mais contribue à la création de la thérapie génique.

Le nouveau système viral permet d'introduire une nouvelle formule de collagène 7 dans les cellules cutanées des patients, ainsi que des outils d'édition génétique pour corriger une altération génétique. Le premier pourrait temporairement améliorer la cohésion de la peau RDEB, et le second pourrait entraîner une amélioration durable.

L’étape suivante consistera à tester ces options de thérapie génique sur des modèles cutanés avant qu’elles puissent être développées en traitements cutanés qui offriraient à la fois une cicatrisation plus efficace des plaies et une correction à long terme du changement génétique sous-jacent.

Les chercheurs ont utilisé des cellules cultivées en laboratoire pour commencer à fabriquer leur nouvelle thérapie génique.
Leur objectif est de pouvoir réaliser une thérapie génique plus efficacement et en plus grande quantité, et ils rapportent que leurs premières expériences montrent que cela est possible.

Chercheur principal :

La Dre Ángeles Mencía a plus de 20 ans d'expérience dans le diagnostic moléculaire des maladies rares, participant à la conception, à la validation et à la traduction d'outils de diagnostic basés sur le séquençage de nouvelle génération, notamment des panels pour le diagnostic de l'épidermolyse bulleuse. Elle possède une vaste expérience dans le développement d'outils moléculaires pour l'édition de gènes qui sont transférés à la clinique.

Co-chercheurs :

Le Dr Silvia Gómez-Sebastián est professeure associée à la faculté de médecine de l'Université autonome de Madrid. Elle a plus de 20 ans d'expérience dans la manipulation génétique des virus, ayant travaillé sur les herpèsvirus au cours de ses premières années de recherche. Elle a travaillé avec des vecteurs d'amplicon HSV-1 portant le locus FRDA complet, pour restaurer la frataxine (FA) dans les cellules de patients atteints d'ataxie de Friedreich.

Le Dr Rodolfo Murillas est un scientifique senior au CIEMAT avec une vaste expérience dans le domaine de la biologie de la peau, y compris la transgénèse épidermique, le développement de vecteurs viraux pour la thérapie génique de la peau et le développement de protocoles expérimentaux pour la correction de l'épidermolyse bulleuse dystrophique par l'édition génétique.

Le Dr Mirentxu Santos est un scientifique senior au CIEMAT avec une vaste expérience dans les cultures cellulaires, les cultures primaires, la biologie moléculaire et cellulaire, le cycle cellulaire et les voies de signalisation.

Dr Marta García est professeur d'ingénierie tissulaire à l'Université Carlos III de Madrid UC3M. Dr García s'intéresse depuis longtemps à l'étude moléculaire de la génodermatose et est une experte reconnue dans le développement de modèles de peau humanisée pour les maladies dermatologiques rares.

Diana de Prado est une étudiante diplômée qui travaille sur son doctorat sous la supervision des Drs Mencia et Murillas, à partir de 2023.

« Les progrès réalisés ces dernières années dans les thérapies géniques pour l'EBDR nous permettent d'envisager des traitements efficaces et simples à administrer par voie topique, mais avec le potentiel d'améliorer considérablement la vie des patients.

« L'édition réussie des gènes à l'aide de ces vecteurs ouvre la possibilité de traiter d'autres types d'EB, tels que l'EBS ou l'EBD dominants, avec des outils CRISPR/Cas spécifiques aux allèles pour éliminer l'expression des allèles pathogènes. »

– Docteur Ángeles Mencía

Titre de la subvention : Nouvelle plateforme pour la génération de vecteurs plus sûrs basés sur l'herpèsvirus de la pseudorage pour le traitement RDEB.

La thérapie génique est apparue comme un traitement curatif potentiel de l'EB dystrophique récessive (RDEB) grâce à différentes stratégies pour corriger les mutations. Les vecteurs viraux sont des outils de laboratoire utilisés pour transporter ce qui est nécessaire pour corriger les mutations ou pour transporter des gènes sains qui aident à restaurer la protéine affectée. Ces outils de laboratoire proviennent généralement de différents virus, comme les adénovirus ou le virus de l'herpès.

Notre groupe a déjà démontré que les vecteurs dérivés d'adénovirus sont utiles pour rétablir le collagène VII et restaurer l'adhérence entre le derme et l'épiderme in vivo. De plus, de nouvelles avancées dans la conception de vecteurs viraux permettront de progresser vers un traitement plus étendu et plus efficace de la peau RDEB. Les vecteurs dérivés du virus de l'herpès ont un grand potentiel pour la thérapie génique de l'EB étant donné leur capacité naturelle à infecter la peau. Un essai clinique récent a utilisé un vecteur du virus de l'herpès simplex (HSV-1) pour introduire une version fonctionnelle du gène COL7A1 dans les plaies des personnes atteintes de RDEB. Les résultats ont montré une amélioration significative de la cicatrisation des plaies et une résistance accrue aux cloques. Ces résultats prometteurs confirment le potentiel des vecteurs dérivés de l'herpèsvirus pour la thérapie génique de l'EBRD.
À cet égard, notre équipe développe une nouvelle plateforme vectorielle basée sur le virus de la pseudorage porcine (famille des Herpesviridae), qui présente certains avantages par rapport au HSV-1, car il est plus sûr et plus facile à produire en grande quantité. Sur la base de cette nouvelle plateforme, nous proposons de générer des vecteurs pour le RDEB, comparables à ceux actuellement testés dans les essais cliniques, avec un potentiel de correction plus durable après application topique.

Notre équipe a travaillé dur pour développer des traitements topiques efficaces et faciles à administrer qui pourraient révolutionner l’approche du traitement RDEB. Contrairement aux méthodes traditionnelles de thérapie par greffe génique qui impliquent des interventions chirurgicales invasives et douloureuses, notre approche se concentre sur les thérapies géniques topiques visant à améliorer la cicatrisation des plaies et lésions chroniques qui ne peuvent être traitées par des greffes de peau. Notre laboratoire a été pionnier dans le développement d’outils d’édition de gènes moléculaires pour la correction des mutations RDEB avec le potentiel d’obtenir des améliorations durables. Récemment, nous avons réussi à restaurer le collagène VII et l’adhésion entre le derme et l’épiderme dans des modèles précliniques.

Nous développons actuellement de nouveaux types de vecteurs à cet effet, notamment ceux dérivés de virus de type herpès, qui ont une forte capacité naturelle à infecter la peau et pourraient donc être très efficaces dans le traitement des plaies chroniques chez les personnes atteintes de RDEB. Les résultats prometteurs d’essais cliniques récents aux États-Unis fondés sur des approches similaires à celle que nous proposons nous donnent l’assurance que nous allons dans la bonne direction. Cet axe de recherche représente une belle opportunité de faire progresser le traitement du RDEB et nous nous engageons à poursuivre nos travaux avec enthousiasme et rigueur.

Notre objectif est de redonner espoir aux personnes souffrant de cette maladie et d’améliorer leur qualité de vie. Ensemble, nous pouvons avancer vers un avenir meilleur et plus prometteur pour ceux qui combattent le RDEB.

De nouveaux vecteurs dérivés du virus de l'herpès sont très prometteurs pour le traitement de l'épidermolyse, offrant un remède potentiel à cette maladie cutanée débilitante. Pour que ces traitements soient viables pour une utilisation clinique, il est essentiel de produire ces vecteurs en grandes quantités. Les vecteurs amplicons, une sous-classe de vecteurs dérivés de l'herpès, présentent une alternative plus sûre car ils ne contiennent pas de gènes viraux. Cependant, leur processus de production est compliqué par la nécessité de coproduction avec des virus herpétiques auxiliaires.

Notre projet propose une plateforme de production innovante conçue pour améliorer le rendement des vecteurs thérapeutiques, optimisant ainsi la qualité des préparations finales. Dans la phase initiale, nous avons modifié les cellules productrices de PK15 pour produire préférentiellement le vecteur souhaité en éliminant les virus auxiliaires. Cette approche a réussi à modifier le rapport vecteur/auxiliaire en faveur du vecteur thérapeutique, servant de preuve de concept pour cette stratégie de production et démontrant l'efficacité de notre conception. À l'avenir, nous sélectionnerons des clones cellulaires spécifiques pour affiner et améliorer davantage la plateforme de production. Une population clonale devrait améliorer considérablement l'inactivation des vecteurs auxiliaires, augmentant ainsi le rendement des vecteurs thérapeutiques.

Ces travaux, rendus possibles grâce au généreux financement de DEBRA UK, constituent non seulement une avancée significative dans la production de vecteurs, mais également une étape cruciale vers le développement d'options thérapeutiques avancées. Ils offrent de l'espoir et un avenir meilleur aux patients souffrant d'épidermolyse, annonçant de nouveaux traitements et une meilleure qualité de vie. Rapport d'étape 2024.

Notre projet étudie un système vecteur herpèsvirus conçu pour répondre aux besoins thérapeutiques transitoires et permanents de l'épidermolyse bulleuse (EB). Le développement de traitements topiques pour les lésions et plaies chroniques des patients atteints d'EB est désormais à portée de main grâce aux avancées de la recherche préclinique. Ces avancées ont été réalisées sur deux fronts : la biologie moléculaire et la thérapie génique.

La première avancée réside dans le développement d'outils génétiques permettant de corriger les mutations génétiques de la maladie grâce à la technologie d'édition génomique. Nos travaux nous ont permis d'adapter le système CRISPR, l'outil d'édition génomique le plus polyvalent, afin de corriger les cellules de patients présentant une mutation très répandue de l'exon 80 du gène COL7A1 et de garantir que les cellules traitées par CRISPR restaurent la production de collagène VII (C7) et l'adhésion entre le derme et l'épiderme.

La deuxième avancée concerne les vecteurs utilisés pour délivrer les outils correcteurs sur la peau des patients. Ces dernières années, des essais cliniques ont démontré le potentiel de vecteurs dérivés d'herpèsvirus à modifier génétiquement les cellules cutanées lorsqu'ils sont appliqués localement sous forme de crème. Ces vecteurs, déjà approuvés pour une utilisation clinique par la FDA et l'EMA, permettent la restauration temporaire de l'expression de C7 dans la zone d'application des lésions cutanées chez les patients atteints d'EB, facilitant ainsi la cicatrisation. Le nouveau vecteur d'herpèsvirus développé ici reproduit cette délivrance transitoire de protéines, ce qui pourrait accélérer la cicatrisation. De plus, l'intégration de la technologie d'édition génique CRISPR permet à cette même plateforme vectorielle d'offrir un traitement réparateur durable chez les patients porteurs de mutations dans le domaine collagène.

Dans ce projet, nous avons construit les deux types de vecteurs et les avons produits sur une nouvelle plateforme de vecteurs herpétiques, dérivée d'un herpèsvirus naturellement présent chez le porc (le virus de la pseudorage porcine). Cette plateforme constitue une alternative à celle développée pour l'herpès simplex et présente des avantages potentiels. Le premier est l'absence d'immunité contre ce vecteur chez l'homme, ce qui faciliterait le traitement. Le second est la conception d'un vecteur sans gènes viraux, appelé vecteur « amplicon », qui présente des avantages en termes de toxicité réduite, d'immunogénicité et de niveaux d'expression vectorielle améliorés. Le développement d'un amplicon pour ce vecteur herpétique nécessite des modifications du système afin de produire des quantités utiles de vecteurs accompagnés d'un minimum de virus non réplicatifs (appelés virus auxiliaires). Cette plateforme auto-inactivante a été réalisée avec succès.

Nous avons développé un système complet de production de vecteurs d'amplicons d'herpèsvirus de la pseudorage, comprenant des cellules agissant comme fabricants de virus, des amplicons encapsulés dans des conteneurs d'herpèsvirus et un virus auxiliaire modifié conçu pour empêcher sa propre réplication dans les cellules. Ce système représente une avancée significative en thérapie génique, relevant efficacement les principaux défis de la production de vecteurs. Nous avons utilisé cette nouvelle plateforme pour générer un vecteur permettant la récupération de C7 par addition (avec la possibilité de traiter tout patient atteint d'EBDR pour une récupération temporaire de l'adhérence derme-épiderme) et un autre vecteur permettant la récupération de C7 par édition (avec la possibilité de traiter les patients porteurs d'une mutation à forte prévalence de l'exon 80 pour une récupération de l'adhérence à long terme). Nous avons testé les deux vecteurs et démontré leur fonctionnalité sur une lignée de kératinocytes issue d'un patient porteur d'une mutation de l'exon 80. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour détailler les protocoles de production jusqu'à ce que nous puissions produire des quantités utiles de vecteurs avec le moins de contamination possible du vecteur auxiliaire, mais la plateforme s'est avérée fonctionnelle et nous pensons que son développement a un grand potentiel pour produire de nouveaux vecteurs herpétiques viraux pour traiter non seulement le RDEB mais aussi d'autres formes de génodermatose associées à d'autres gènes.

La prochaine étape consistera à tester ces productions de vecteurs dans des modèles précliniques in vivo, comme ceux que nous utilisons dans notre laboratoire, en utilisant de la peau de patients régénérée dans des modèles immunodéficients et un modèle d'EBDR. Le développement de cette nouvelle plateforme vectorielle ouvre de nouvelles perspectives non seulement pour le traitement de l'EB dystrophique récessive, mais aussi pour d'autres maladies génétiques impliquant des affections cutanées. En combinant l'édition génique CRISPR avec des systèmes avancés d'administration virale, nous souhaitons fournir aux patients atteints d'EB des produits topiques offrant à la fois une cicatrisation immédiate et une correction à long terme de l'anomalie génétique sous-jacente. Nous pensons que cette approche a le potentiel de transformer le paysage thérapeutique de l'EB et des maladies similaires. (Extrait du rapport d'étape final de 2025.)