Tableau 1 maladies génétiques candidate a une thérapie génique pour lesquelles la cellule cible appartient au système hématopoïétique...5 Tableau 2 propriétés des différents vecteurs viraux ... 40 Tableau 3. Analyse comparative de différentes méthodes d’édition du génome ... 55 Tableau 4 Essais cliniques humains à ce jour pour la thérapie génique de β-TM et/ou SCD sévère en France et à l'international avec les vecteurs lentiviraux (HPV569 puis BB305). ... 91 Tableau 5. Valeurs clés de laboratoire avant la thérapie génique (au dépistage) et à des intervalles de 3 mois après la perfusion de cellules CD34+ transduites. ... 95 Tableau 6. Oligonucléotides pour les ARNg ciblant le locus β –globine ... 112
Introduction à la thérapie génique ... 1 Introduction ... 2 Historique... 2 La thérapie génique a commencé par les maladies monogéniques ... 5 Le débat éthique ... 7
I. Situation actuelle de la thérapie génique ... 8 1. Modalités de la thérapie génique ... 8 2. Les techniques de traitement par thérapie génique ... 11
a. L’objectif thérapeutique du « gène-médicament » ... 11 b. Le traitement par thérapie génique ex vivo ... 13 La thérapie génique ex vivo dans le cadre du traitement du cancer ... 14 c. Le traitement par thérapie génique in vivo... 15 La thérapie génique in vivo pour le traitement de l’amaurose de Leber ... 15 3. Indications de la thérapie génique ... 16 a. Quand la thérapie génique apparaît-elle logique et nécessaire ? ... 16 b. Autres situations où la thérapie génique a été utilisée ou envisagée ... 19 4. Les étapes de la thérapie génique : Du concept à l’essai clinique. ... 21 a. Le concept. ... 21 b. Les essais cliniques. ... 22 i. Qu'est-ce qu'une étude clinique ? ... 22 Essais cliniques ... 22 Études d'observation ... 23
ii. Qui effectue les études cliniques ? ... 23 iii. Où les études cliniques sont-elles menées ? ... 23 iv. Quelle est la durée des études cliniques ? ... 23 v. Raisons de mener des études cliniques ... 24 vi. Participer à des études cliniques ... 24 Qui peut participer à une étude clinique ? ... 25 Comment les participants sont-ils protégés ? ... 25 Lien avec les soins de santé habituels ... 26 Considérations relatives à la participation ... 26 c. L’évaluation préclinique des produits de thérapie génique ... 28 5. La réglementation des essais cliniques de thérapie génique ... 30 6. Obstacles au développement de la thérapie génique et recommandations ... 32 a. -Les obstacles au développement de la thérapie génique ... 32 Obstacles scientifiques ... 32 Obstacles administratifs ... 34 Obstacles financiers ... 34 b. Recommandations ... 34 Dans le domaine scientifique ... 35
II. La thérapie génique en pratique ... 38 1. Les cellules hématopoïétiques, cible du transfert de gènes ... 38 2. Différents vecteurs pour le transfert de gènes ... 39 3. Marquage génique ... 44
III. Les récents essais en thérapie d’édition du génome cliniquement praticable par le système CRISPR-Cas9 dans les maladies héréditaires monoégniques /les hémoglobinopathies ... 46
1. Principe d’édition par le système CRISPR-Cas9. ... 46 L’histoire des CRISPR ... 49 2. La technique CRISPR-Cas9 : thérapie génique de demain ?... 53 a. Avantages du système CRISPR... 54 b. Deux mécanismes de réparation de l’ADN ... 55 c. Délivrance des composants du système CRISPR dans la cellule ... 56 d. Les mutations induites par le système CRISPR ... 56 3. La thérapie génique chez les patient drépanocytaires ... 58 a. Introduction générale sur les hémoglobinopathie ... 58 i. Structure moléculaire d’hémoglobine ... 58 ii. L'évolution ontogénique des hémoglobines humaines ... 59 iii. Organisation génétique et régulation de l’expression des différentes hémoglobines 61 iv. Les β- thalassémies ... 63 b. La drépanocytose maladie monogénique la plus répandu... 64 i. Présentation de la drépanocytose ... 64 ii. Historique ... 65 iii. Prévalence de la drépanocytose ... 66 iv. Mode de transmission ... 66 v. Physiopathologie: ... 67 vi. Manifestations cliniques de la drépanocytose Homozygote ... 68 1) Considérations générales ... 68
2) Principaux Complications aiguës / chroniques ... 69 c. L’équipe menant l’essai clinique ... 73 4. Thérapie génique des hémoglobinopathies par transfert lentiviral du gène BA
T87Q-GLOBINE ... 74 a. L’essai ... 74 i. Titre complet de la recherche biomédicale ... 74 ii. Condition médicale ou pathologie étudiée ... 74 iii. Brève description facilement compréhensible de la recherche ... 74 iv. L’essai HGB-205 ... 76 v. nouvelles données de l'étude HGB-205 sur le produit LentiGlobin™ chez les
patients atteints de drépanocytose sévère et de bêta-thalassémie transfusion- dépendants (TDT)... ... 78 Résultats attendus ... 78 Critères d'inclusion ... 78 Critères d'exclusion ... 80 vi. Etat des patients drépanocytaires recruté dans l’essai de thérapie génique ... 80 b. Edition génomique des HSPCs par transfère lentiviral du gène BA-T87Q-globine ... 81 i. Vecteur de Thérapie Génique Antisickling ... 81 ii. Le développement du vecteur lentiviral BB305 ... 84 iii. Rôles des vecteurs HPV569 et BB302 ... 86 iv. Les avantage du vecteur LVBB305 ... 87 v. Conception de l'étude et conditionnement de pré-transplantation ... 87 vi. Préparation du produit médicamenteux (cellules CD34+ génétiquement
c. Résultats des essais à ce jour de Patients atteints d'un SCD et d'une β-TM dans l'essai HGB-205 avec le médicament BB305 ... 90 i. Essais cliniques: Résultats intérimaires en France ... 90 ii. Les résultats à moyen terme du premier patient traité par LV T87Q globine
seulent l essai HGB205 ... 93 Greffe et expression du gène HbAT87Q... 93 Sécurité du produit médicamenteux LentiGlobin BB305 ... 93 Mesures cliniques et biologiques ... 95 les tests de globules rouges spécifiques à une maladie falciforme ... 96 iii. Conclusions ... 99
IV. Induction de globine fœtale lors de la modification génétique du BLC11A dans les cellules souches hématopoïétique HSPC CD34+ dérivé de la moelle osseuse ... 100
a) Stratégie de Personnalisation du génome en tant que thérapie pour les β-hémoglobinopathies ... 101 b) Les différentes stratégies misent au point pour corriger génétiquement les
β-hémoglobinopathies ... 102 1. Révision du génome à l'aide de CRISPR-Cas9 pour créer le génotype HPFH dans les
HSPC s: une approche pour le traitement de la drépanocytose et β-thalassémie. ... 103 a. Définition du syndrome HPFH ... 104 b. L'expression persistante de l'hémoglobine fœtale (HbF) ... 104 c. Modificateurs de la maturation érythroïde répercutions de l HPFH ... 105 d. L’intérêt de créer le génotype HPFH chez les drépanocytaire et les
β-thalassémique ... 106 e. L’utilisation de Crisper/Sacas9 pour modifier les HSPCs ... 107
f. Crispr/Cas9- L'édition médiatique du génome des cellules CD34+ humaines Augmente la régulation de l'hémoglobine fœtale à des niveaux cliniquement pertinents dans les colonies d'érythroïdes dérivées d'une seule cellule. ... 108 g. Guide de conception et de sélections des ARNs pour la génération délétionnelle
HPFHs Sicilienne Sa Cas9 nucléase ... 109 h. Résultat ... 113 i. Conclusion ... 114 2. Utilisation des nucléases en doigt de zinc ZFN pour perturber l’expression du gène
BCL11A ... 115 a. BCL11A contrôle l’expression de l’hémoglobine fœtale ... 115 b. Le locus β-globine, transmission mendélienne ou non d'expression de l'hbf ... 115 c. Bcl11a, répresseur de l'expression des gènes γ-globine ... 116 d. Le mode d'action de bcl11a dans les érythroblastes ... 116 e. Régulation à la hausse de l'expression de la globine fœtale lors d'une perturbation
à médiation ZFN du gène BCL11A. ... 118 f. Discussion ... 121 g. Conclusion ... 126 h. Perspectives ... 126 Résumés