La thérapie génique de l'espoir à la réalité
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Farmazia Fakultatea UPV-EHU, Vitoria-Gasteiz
La thérapie génique vise à résoudre l'erreur de manière radicale, car elle utilise des séquences ADN pour transformer les cellules malades et obtenir un effet thérapeutique. Ainsi on réussit à synthétiser la molécule que les cellules défectueuses fabriquaient.
Le changement génétique peut se faire de deux façons. Ex vivo est une thérapie qui consiste à extraire les cellules du patient, les modifier génétiquement en laboratoire et les appliquer à nouveau au patient. En mode in vivo les cellules se transforment sans être extraites. La figure 1 montre les principales différences entre les deux thérapies. Récemment, une troisième forme a été développée dans laquelle les cellules universelles (qui ne sont pas du patient) sont génétiquement modifiées et appliquées au patient. Dans ce cas, les cellules sont insérées seul ou en capsules.
Introduction à la thérapie génique
La première session clinique de thérapie génique a été réalisée par le groupe de Rosenberg en 1990. Les patients atteints de cancer de la peau très développé ont été traités avec des lymphocytes génétiquement modifiés. Depuis lors, plus de 500 séances cliniques de thérapie génique ont été organisées dans le monde. Au début, il s'agissait de résoudre les altérations produites par un seul gène, en remplaçant le gène défectueux par des copies sans défauts. Par exemple, fibrose kystique, dystrophie musculaire de Duchenne ou hypercholestérolémie familiale. Par la suite, les cellules ont été génétiquement modifiées et traitées maladies complexes d'origine génétique inconnue. Des stratégies cytotoxiques (causes de la mort cellulaire) et cytostatiques (qui empêchent la prolifération cellulaire) telles que le cancer ou certains types de cardiopathies ont été utilisées.
En résumé, au cours de ces 10 années, les applications de la thérapie génique ont augmenté régulièrement, tout en faisant un grand effort pour trouver de nouvelles voies d'application. L'objectif est que ces voies soient plus efficaces et moins toxiques.
Exigences essentielles de la thérapie génique
Que faut-il garder à l'esprit lors de la définition de la thérapie génique? Premièrement, trois choses : avec quelles cellules ou tissus on va travailler, quelle stratégie on va utiliser (ex vivo, in vivo ou cellules universelles) et, bien sûr, quel produit (insuline, leptine, facteurs de coagulation…) veut que les cellules les produisent. La séquence ADN. Une fois définie et acquise la séquence ADN est enregistrée dans une cassette. La cassette est une séquence synthétique dans laquelle se trouvent les éléments qui régulent la représentation de l’ADN.
Voici comment la séquence ADN sera transportée aux cellules défectueuses du malade. Les vecteurs sont généralement utilisés. Les vecteurs sont des transporteurs de gènes dont la mission est le transfert du gène thérapeutique à la cellule défectueuse et assurer la bonne expression du gène. Il existe de nombreux vecteurs, mais ils sont classés en viraux et non viraux (voir figure 2).
Normalement, les vecteurs non viraux maintiennent la cassette dans ou en surface. Les plus courantes sont celles formées par des lipides cationiques (lipoplexes) et des polymères cationiques (polyplexes). La plupart d'entre elles produisent une faible réponse immulative qui empêche l'inflammation du patient. Cependant, les vecteurs non viraux ont peu d'efficacité dans le transfert du gène et, de plus, ils ne l'expriment qu'à court terme.
Les vecteurs viraux, quant à eux, sont basés sur la capacité des virus à atteindre les cellules et exprimer les gènes de manière significative. Les progrès scientifiques ont réussi à améliorer sensiblement l'expression et la sécurité des vecteurs viraux, mais la toxicité reste le principal obstacle à surmonter par ces vecteurs.
Enfin, il faut définir comment le vecteur sera inséré dans les organes ou tissus du patient, c'est-à-dire s'il sera réalisé par seringue, cathéter, ... ou autrement.
Situation actuelle
Actuellement, la thérapie génique est appliquée dans de nombreuses maladies. Des séances cliniques ont été organisées dans différents laboratoires et l'efficacité et la toxicité de la thérapie génique ont été testées chez l'homme. Compte tenu des progrès de la dernière décennie, on peut affirmer que la thérapie génique a un grand avenir tant que les maladies et les patients sont respectés. La Fondation Marcelino Botin a organisé un séminaire sur le présent et l'avenir de la thérapie génique à l'Université internationale Menéndez Pelayo, qui a montré quelques exemples des progrès mentionnés. Diabète, hémophilie, maladies de la peau, cancer, troubles des cellules sanguines, etc. stratégies de traitement par thérapie génique ont été présentées.
Les chercheurs réunis à Santander ont déterminé les conditions pour pouvoir appliquer la technologie de thérapie génique. Tout d'abord, le transfert approprié de la séquence ADN vers les cellules malades est indispensable, ainsi que l'indication du produit à long terme. Dans le même temps, la toxicité de ces systèmes doit être réduite au maximum pour éviter des effets secondaires indésirables. Si vous voulez travailler avec des cellules à implanter chez les animaux ou les personnes, vous devez trouver de bons systèmes de culture dans le laboratoire et des procédures de transplantation appropriées et sûres.
Groupes du projet de biologie moléculaire, cellulaire et thérapie génique de Ciemat, Jose L. Sous la direction de Jorcano, il utilise la thérapie génique pour régénérer l'épiderme et présente ses résultats dans Santander. Il vise à obtenir une peau artificielle utile pour les patients atteints de brûlures, psoriasis ou ulcères chroniques. Pour ce faire, il a compté sur la stratégie in vivo et ont créé une peau qui fonctionne comme bioréacteur par la libération de substances bénéfiques.
L'hémophilie suscite également un grand intérêt parmi les chercheurs. Gonzalo Hortelano, professeur à l'Université canadienne de McMaster, utilise la thérapie génique pour combattre l'hémophilie. Les patients atteints d'hémophilie se écoulent quelques IX facteurs sanguins. Le professeur Hortelano a génétiquement modifié certaines cellules pour faire couler ce facteur et les a introduites en microcapsules. Pour le moment, il ne les a testés que sur des souris de laboratoire, mais il espère commencer des sessions cliniques à moyen terme. Katherine A. Le groupe de High utilise des vecteurs viraux pour le traitement de l'hémophilie. Des séances cliniques ont été récemment ouvertes pour analyser l'efficacité et la toxicité de cette stratégie chez l'homme. Selon le Dr. High, les bons résultats préliminaires permettent aux premiers produits de thérapie génique d'être préparés en 2004.
Sans doute, le cancer est la maladie qui plus de séances de thérapie génique a stimulé. En 2000, plus de 300 protocoles ont été approuvés aux États-Unis. Mais il est aussi grand que l'intérêt qui réveille la complexité du cancer. Dans le processus de création de la tumeur interviennent de nombreux gènes et il faut tenir compte de nombreux facteurs.
En général, les résultats de la thérapie génique sont positifs, mais pas aussi spectaculaires que prévu au début. Il faut donc analyser les deux faces de la pièce (voir figure 3). L’Institut Pasteur a obtenu le plus grand succès l’année dernière, lorsqu’il a guéri des ‘enfants à bulles’ à travers un programme ex vivo. C'était la première fois qu'une pathologie était complètement guéri par thérapie génique. Malheureusement, sur la croix de la pièce se trouve la mort du jeune Jesse. Il est décédé en 1999 dans une tentative clinique de test d'adenobirus.
Obstacles et avenir
Avant d'atteindre les hôpitaux, la thérapie génique doit surmonter un certain nombre d'obstacles.
La plupart des chercheurs considèrent que les plus grandes difficultés sont les technologies. En ce sens, la nécessité d'optimiser les trois composants de base de la thérapie génique est évidente: Séquence d'ADN, vecteurs et voie d'administration. Les généticiens ont découvert les bases génétiques de maladies causées par un gène unique ou par un groupe de gènes. Les vecteurs, viraux et non viraux, sont de plus en plus efficaces et présentent une sécurité à long terme. Il est possible qu'il y ait eu, ces dernières années, moins de développement de la voie de traitement en raison du grand nombre de facteurs technologiques et biopharmaceutiques à prendre en compte pour obtenir une bonne obtention.
La transformation des principes actifs en doses sûres et efficaces a toujours été l'un des objectifs fondamentaux de la recherche pharmaceutique. Il semble donc raisonnable de penser que les efforts que les institutions publiques et les entreprises privées font dans ce domaine augmenteront. En fait, l'attente d'utilisation de la thérapie génique dépend largement de la bonne administration des doses. Pour cela, des chercheurs de différents domaines devront coordonner leurs efforts.
Comme on l'a vu, la thérapie génique a plus d'exigences que d'autres thérapies, et les responsabilités éthiques sont également plus élevées. La sécurité des patients participant aux sessions cliniques ne peut en aucun cas être compromise par les sponsors ou par les attentes créées. Les chercheurs doivent préciser que la thérapie génique est en développement et qu'elle ne guérira pas beaucoup de maladies avant la prochaine décennie. En outre, il est essentiel que les patients, leurs familles et les organismes de réglementation connaissent avec précision les avantages et les risques potentiels de la thérapie génique expérimentale.
Cependant, cette approche réaliste ne doit pas affaiblir l'illusion par la thérapie génique. La thérapie génique et d'autres alternatives prometteuses comme les cellules souches sont dans une phase initiale. Contrairement à ce qui a été fait avec la thérapie médicamenteuse, les progrès sont réalisés en respectant le point de vue scientifique et en ne testant pas les médicaments avec les patients et en voyant leur effet. C'est certainement la meilleure garantie d'un avenir prospère.
Nature du vecteur | Avantages | Nuisance |
BIRALA | BIRALA | VIRAL |
Adenobirus | VIRAL | VIRALA |
BIRALA | VIRALA | VIRAL Faible |
PAS | PAS | NON-VIRAL |
Les avis de pointe
Pourquoi avez-vous opté pour des recherches en thérapie génique?
J.L.J. D'une part, parce que c'est un domaine de recherche prometteur et donc de recherche. D'autre part, étant un laboratoire que nous avons réalisé la recherche fondamentale de la peau, il nous était facile de réaliser la partie thérapeutique de la recherche et nous avons décidé de l'essayer.
S.W. Parce que la thérapie génique est un sujet scientifique passionnant qui vient de naître et nous sommes à des étapes préliminaires. Les bases scientifiques et cliniques de la thérapie génique sont fécondes et l'utilisation de notre matériel génétique pour traiter les maladies fait une stratégie très puissante. Pour ces raisons, nous développons la technologie de libération de gènes dans les cellules et les tissus appropriés.
G.H. : Thérapie génique XXI. Je pense qu'il jouera un rôle important dans la médecine du XXe siècle. En ce moment, c'est un sujet scientifique naissant et il me semble très attrayant de participer au développement de ce champ de recherche dans la mesure du possible.
Que propose la thérapie génique sans autres traitements ?
J.L.J. : La thérapie génique offre une alternative aux maladies. Il aborde la maladie d'un point de vue scientifique et non comme il a été fait avec les médicaments orthodoxes, en testant et en observant les résultats. La thérapie génique est basée sur une connaissance scientifique plus approfondie, sur la connaissance des gènes liés aux maladies et vise à les utiliser pour les guérir. Mais il a été plus compliqué que ce qu'on pensait initialement.
S.W. : La thérapie génique a un avantage important que la différence d'autres thérapies. Autres méthodes thérapeutiques telles que la chirurgie, radiations, médicaments, etc. sont conçus pour enlever une maladie ou une fonction corporelle. La thérapie génique, en revanche, fournit le corps, lui donne une substance qu'il n'avait pas. Dans le cas d'une maladie génétique, l'application d'un gène sans défaut permet de guérir la maladie. Ce type de traitement peut également s'appliquer à d'autres pathologies telles que le cancer ou le sida.
G.H. Il est vrai que la pharmacologie traditionnelle prépare depuis des décennies des médicaments efficaces pour modifier certaines fonctions physiologiques. Mais la thérapie génique offre la possibilité d'administrer des médicaments en permanence et constamment. Les médicaments traditionnels ne peuvent pas fournir cette stabilité critique dans de nombreux processus physiologiques. En outre, dans certains cas, il est seulement teraupeutique lorsque le produit est dans les cellules, pas dans le sang. Les médicaments ne sont donc pas toujours efficaces. En outre, l'utilisation de matériel génétique ouvre les portes à de nouvelles alternatives, comme la possibilité de générer de nouvelles réponses immunologiques dans le corps. Enfin, et surtout dans le cas des maladies chroniques, la thérapie génique peut réduire considérablement le coût des traitements. Dans le cas de l'hémophilie, par exemple, un seul traitement de thérapie génique devrait remplacer les injections actuelles. Le patient doit maintenant être injecté plusieurs fois par semaine tout au long de la vie.
Quels sont les principaux obstacles à surmonter la thérapie génique? Technologiques ? Biologiques ? Éthiques ?
J.L.J. Je ne crois pas qu'il y ait des obstacles éthiques. Il faut tenir compte de l'éthique, mais il change de personne à personne. Par exemple, l'éthique du patient est différente de celle du chercheur, celle du chercheur et celle du journaliste. Ainsi, je ne veux mépriser personne, mais dire que l'éthique est importante et à prendre en compte dans notre société. Mais aujourd'hui, nos problèmes sont technologiques, non éthiques. Les vecteurs pour l'introduction de gènes thérapeutiques dans les cellules ne sont pas aussi parfaits que nous voulions et les maladies sont beaucoup plus complexes que nous ne le pensons. Nous savons trop peu et pour le moment nous ne pouvons guérir les maladies causées par un seul gène défectueux. Mais dans la plupart des maladies interviennent de nombreux gènes, où la méconnaissance prédomine.
S.W. Du point de vue technologique, le principal inconvénient est la spécificité, c'est-à-dire comment libérer sélectivement le gène dans la cellule désirée. Le contrôle de l'activité du gène est également très important. Nous voulons que le gène soit exprimé de manière à produire un effet thérapeutique et à éviter les effets nocifs. D'autre part, il est important d'étudier quelles maladies peuvent être guéries par thérapie génique et ce qui ne l'est pas. Du point de vue éthique, la communauté scientifique a très clair qu'elle l'emploiera pour guérir la thérapie génique, pas pour améliorer l'homme. La thérapie génique est une stratégie pour traiter les maladies, pas une technique pour stimuler les compétences d'une personne.
G.H. Je crois que les plus grandes difficultés techniques sont liées aux vecteurs. Le vecteur optionnel doit garantir la sécurité du patient et avoir une efficacité thérapeutique dans cet ordre, en plus de permettre sa réémission. D'autre part, je considère que la grande variabilité d'une personne à l'autre est un facteur à considérer. Avance que le succès de la thérapie génique sera d'abord limitée à quelques maladies. Elle s'étendra ensuite progressivement.
Les grandes attentes générées par la thérapie génique ont-elles bénéficié ou nui à votre travail ?
J.L.J. On ne m'a rien influencé, mais il est vrai qu'il arrive souvent et, par exemple, ce qu'ils vivent dans le génome. En ce moment, la biologie a recueilli suffisamment de connaissances pour passer d'une science de base à une science appliquée, c'est-à-dire avant que nous nous approchions pour étudier la biologie, mais maintenant nous voulons en tirer parti. La thérapie génique et génomique sont nées de ce changement et nous les percevons comme une application. Dans le cas de la thérapie génique l'idée est assez simple. Nous prétendons connaître les bases moléculaires des maladies et identifier les gènes défectueux pour leur guérison ultérieure.
Nous avons les moyens et la capacité de tout faire en laboratoire, mais tout a été plus compliqué que nous ne le pensons au début. Et donc, nous sommes passés du sommet de l'optimisme à la pression des attentes. Mais la réalité est à mi-chemin. La thérapie génique a donné de bons résultats ces dernières années et grâce à cela, nous savons que les objectifs ne sont pas impossibles, mais pas faciles. La question est que la biologie est science appliquée. Il y a des gens qui vendent des idées et s'enrichissent en 24 heures, d'où les attentes émergent.
S.W. Je crois que le pessimisme est apparu surtout il y a deux ans, quand un patient est mort dans une séance clinique. C'est alors que surgit la mauvaise image de la dangereuse thérapie génique. En conséquence, des chercheurs et des responsables de la régulation des sessions cliniques sont revenus en arrière et ont examiné tous les protocoles. L'incident a rendu les exigences pour la connexion clinique plus élevées et le contrôle plus strict. La mort d'il y a deux ans a été tragique, mais nous avons beaucoup appris.
G.H. : Je crois qu'il lui a fait du mal. Ils ont suscité de fausses attentes entre malades et parents et le même sentiment s'est étendu à toute la société. Dans cet environnement de chaleur, de nombreuses séances cliniques ont commencé, mais certaines avec peu de base scientifique. En conséquence, de nombreuses séances ont échoué. Compte tenu de ces résultats décourageants, l'accent a été mis davantage sur l'augmentation des connaissances de base de la thérapie génique et les premiers résultats encourageants ont été obtenus.
Gorka Orive Arroyo
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
