Développement de nouvelles stratégies de thérapie génique pour le syndrome de Leigh

Le mercredi 23 mars 2022, Robin REYNAUD DULAURIER soutiendra sa thèse intitulée "Développement de nouvelles stratégies de thérapie génique pour le syndrome de Leigh".

Cette thèse a été dirigée par Elena MORO et encadrée par Michaël DECRESSAC de l'équipe "Vieillissement cérébral et thérapies".

Composition du jury :

• Isabelle MARTY, Directrice de Recherche, Grenoble Institut des Neurosciences - Examinatrice/Présidente du jury
• Agnès ROTIG, Directrice de Recherche, Institut Imagine - Rapporteure
• Jean Christophe ROUX, Directeur de Recherche, Centre de Génétique Médicale de Marseille - Rapporteur
• Uwe SCHLATTNER, Professeur d'Université, Laboratoire de Bioénergétique Fondamentale et Appliquée - Examinateur
• Elena MORO, Professeur des Universités-Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble et Grenoble Institut des Neurosciences - Directrice de thèse
• Michaël DECRESSAC, Chargé de Recherche, Grenoble Institut des Neurosciences - Encadrant de thèse

Résumé :

Des mutations de l'ADN mitochondrial ou des gènes nucléaires impliqués dans le fonctionnement de chaîne respiratoire mitochondriale sont à l’origine des maladies mitochondriales. Le syndrome de Leigh (SL) est la maladie mitochondriale infantile la plus commune. Cette pathologie est principalement caractérisée par une atteinte cérébrale. Elle est fatale durant les premières années de vie et aucun traitement n’est actuellement disponible. Un des challenges de la thérapie génique pour cette pathologie concerne le transfert d’un gène dans le système nerveux central du fait de l’imperméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Notre hypothèse est que le développement de nouvelles stratégies permettant d’améliorer la transduction cérébrale des vecteurs viraux permettrait d’obtenir un bénéfice thérapeutique dans le cas du SL. Nous avons tout d’abord montré que la pathologie n’impactait pas l’anatomie et la fonction de la BHE chez les souris NDUFS4 KO, un modèle standard du SL. Ce résultat confirme la nécessité d'utiliser des stratégies permettant de contourner la BHE. Pour cela nous avons tout abord utilisé un vecteur AAV-PHP.B. qui est un nouveau variant traversant la BHE. Le remplacement du gène NDUFS4 avec ce vecteur viral a permis d’améliorer le phénotype et de prolonger la survie des animaux. Cette approche apporte une preuve de concept qu'une restauration généralisée de l'expression du gène permet d’obtenir un effet thérapeutique dans un modèle de maladie mitochondriale sévère. Notre deuxième approche a consisté en la combinaison de l’injection d’un vecteur AAV9 et de l’application d’ultrasons focalisés destinés à perméabiliser la BHE. Après avoir défini des paramètres ultrasonores permettant d’augmenter efficacement et sans danger la perméabilité de BHE sur une large partie du cerveau, nous avons montré que cette stratégie permettait de prolonger la survie des souris NDUFS4 KO. Cette approche expérimentale combine deux technologies déjà utilisées en clinique et pourrait donc représenter une perspective intéressante pour le traitement su SL. Enfin, nous avons mis au point une nouvelle construction génétique permettant d’étudier si le transfert intercellulaire de mitochondries participe à l’effet de la thérapie génique. Cet outil représente un nouveau moyen d’étudier le transfert des mitochondries à la fois in vitro et in vivo. Ce travail de thèse apporte la démonstration que des stratégies permettant d’améliorer le transfert de gènes vers le cerveau offre de nouvelles perspectives thérapeutiques pour le SL ainsi que pour d’autres pathologies affectant le système nerveux.