Injection directe de vecteurs codant le GDNF

En 1997, les premiers transferts du gène du GDNF furent réalisés en utilisant le vecteur Ad de 1ère génération dans un modèle de rat lésé à la 6-OHDA (Bilang-Bleuel et al., 1997; Choi-Lundberg et al., 1997) ou un modèle de souris lésée au MPTP (Kojima et al., 1997). Chez le rat lésé, une protection des neurones de la SN a été obtenu après injection intrastriatale (Bilang-Bleuel et al., 1997) ou intranigrale (Choi-Lundberg et al., 1997) du vecteur. Cependant, seule l’injection intrastriatale du vecteur a permis la protection des fibres TH striatale ainsi que l’obtention d’une récupération fonctionnelle. Cette différence de résultats selon la cible visée a été confirmée par Bronwen Connor et ses collègues (Connor et al., 1999) chez le rat âgé et par les travaux reposant sur l’injection de la protéine purifiée (Kirik et al., 2000a). Mais, l’utilisation du vecteur adénoviral est limitée par la faible persistance de l’expression du GDNF et par la forte réaction inflammatoire induite. L’utilisation d’un vecteur adénoviral de 3ème génération a pu dépasser en partie ces limites

avec une expression atteignant trois mois et une réaction immunitaire amoindrie (Do Thi et al., 2004).

L’émergence des vecteurs dérivés de l’AAV et du VIH-1 a permis d’atteindre des niveaux de sécurité et d’efficacité plus proches des exigences de l’application clinique. L’injection d’un vecteur AAV codant le GDNF dans des modèles de rat, avant la lésion (Mandel et al., 1997) ou 1 semaine et 4 semaines après la lésion (Mandel et al., 1999; Wang et al., 2002), a montré son efficacité dans la protection de la voie nigrostriée et dans la récupération fonctionnelle. Comme pour les vecteurs dérivés de l’Ad et l’injection de la protéine recombinante, seule l’injection intrastriatale de vecteur AAV codant le GDNF est efficace pour la protection des terminaisons DA striatales, indispensable pour l’obtention d’une récupération fonctionnelle (Kirik et al., 2000b). Ces résultats prometteurs ont été confirmés chez le primate non humain (Eslamboli et al., 2005).

L’utilisation plus récente du vecteur dérivé du VIH-1 pseudotypé par VSV a permis de disposer d’un second vecteur efficace, non immunogène et dont l’utilisation est plus souple pour une application clinique que celle du vecteur AAV. Le transfert du gène codant le GDNF a été réalisé chez le rongeur (Bensadoun et al., 2000; Georgievska et al., 2002b) et chez le primate non humain (Kordower et al., 2000; Palfi et al., 2002) et s’est de même révélé efficace dans la protection de la voie nigrostriée et l’obtention d’un effet comportemental bénéfique. L’efficacité du transfert du gène du GDNF par un vecteur dérivé de l’EIAV a été aussi démontré (Azzouz et al., 2004).

L’utilisation des vecteurs lentiviraux et dérivés de l’AAV a permis d’obtenir une synthèse de GDNF persistante, jusqu’à un an. Le niveau de synthèse est de l’ordre du nanogramme de GDNF par mg de tissu. Kirik et ses collègues ont démontré un effet thérapeutique du GDNF à une concentration chronique de 0,2 ng par mg dans le striatum de rat soit environ 6 ng par striatum (Kirik et al., 2000a). Cette dose est beaucoup plus faible que celle utilisée pour l’infusion ou l’injection directe, pour lesquelles la dose est de l’ordre du microgramme. Ceci suggère que les effets secondaires et la toxicité liés à la concentration du GDNF pourraient être prévenus.

Dispersion de la protéine par transport axonal antérograde et sprouting ectopique

L’injection intrastriatale du GDNF induit la formation de collatérales dans le striatum et dans le GP (Rosenblad et al., 1999 ; Kirik et al., 2000 ; Rosenblad et al., 2000). De la même manière, l’injection intranigrale entraîne la formation de collatérales dans la SN, et les parties

1997; Kirik et al., 2000a; Kirik et al., 2000b). La formation de collatérales dans des structures possédant des terminaisons DA est préoccupante en ce qu’elle pourrait être délétère pour la récupération fonctionnelle. Alors que la récupération fonctionnelle ne semble pas empêchée par un sprouting limité dans le GP (Kirik et al., 2000a, 2000b), des effets fonctionnels négatifs ont été retrouvés chez des animaux avec un sprouting excessif au niveau de la SN ou à son entourage (Kirik et al., 2000a, 2000b). Dans ces cas, l’injection du GDNF ou d’un vecteur AAV codant le GDNF a été effectuée dans la SN. Dans le travail rapporté par Deniz Kirik (Kirik et al., 2000a), la surexpression du GDNF dans la SN avait un effet fonctionnel négatif, non seulement quand le vecteur AAV était injecté dans la SN mais aussi lorsque il était co-injecté dans la SN et le striatum, démontrant que le sprouting au niveau de la SN est délétère. L’injection dans le striatum seule permet d’obtenir une protection des fibres du striatul et en conséquence une récupération fonctionnelle.

Par ailleurs, dans le cas d’injection intrastriatale de vecteur codant le GDNF, un transport antérograde du GDNF a été mis en évidence du striatum vers ses zones de projection telles que la SN et le EP (Kirik et al., 2000b; Georgievska et al., 2002a; Georgievska et al., 2002b). Dans l’étude menée par Georgievska et ses collègues (Georgievska et al., 2002a), le transport de GDNF du striatum à la SN aboutit à un dosage de 0,2 ng de GDNF par mg de tissu dans la SN, quantité suffisante pour obtenir un effet biologique. La libération du GDNF dans ces structures induit la formation aberrante de sprouting, pouvant expliquer l’absence de récupération fonctionnelle dans les tests de motricité non induits par des drogues (Georgievska et al., 2002a). Cette dispersion serait due à la transduction préférentielle des neurones par les vecteurs AAV et lentiviraux utilisés.

Toutes ces données indiquent que la génération de sprouting au niveau des zones de projections striatales, en particulier le SN et du NEP, est délétère pour la récupération fonctionnelle, et que l’utilisation de vecteurs à tropisme neuronal semble responsable de la dispersion de la protéine dans ces structures.

Le ciblage de l’expression du GDNF aux astrocytes pourrait constituer une alternative intéressante afin de restreindre la libération du facteur au striatum seul.