Enjeux économiques et défis technologiques du transfert de gène en thérapie génique

Enjeux économiques et défis technologiques du transfert de gène en thérapie génique

Sens du mot soigner : Petit Robert :

- S’occuper de rétablir la santé- Faire ce qu’il faut pour guérir

Sens du mot guérir : Petit Robert :

- Aller mieux et sortir de la maladie

- Débarrasser d’un mal

Soigner et guérir sont donc deux mots dont le sens va dépendre du contexte,

donc des outils thérapeutiques disponibles, des acteurs impliqués et

de l’environnement. Pour un thérapeute, l’objectif du soin pourra donc être de plusieurs natures:- Aller mieux (augmenter le confort de vie)- Rétablir la santé (ramener le confort à la normale)- Débarrasser le patient de son problèmeLes principes thérapeutiques peuvent donc

avoir des objectifs différents. Leur émergence en temps que nouveau principe

va donc dépendre du contexte.

Les enjeux se situent à deux niveaux:- La possibilité d’avoir des principes thérapeutiques- La possibilité économique et industrielle de mettre à disposition les principes thérapeutiques

Organisationsde patients

Fabricantsdes principes

Recherche fondamentale

R & D

Patients

Thérapeutes

Principes thérapeutiques

Politiquesnationales

Politiques internationales

Finance

Finance

Finance

Assurances sociales

Médias

Médias

Médias

Contours des principes en thérapie génique

1 - Désordres génétiques

3 - Possibilités et limites des thérapies in vivo et ex vivo

2 - Concepts thérapeutiques utilisables en thérapie génique

4 - Entendement et impact de l’assurance qualité en TG

Sain

Contours des principes en thérapie génique

1 - Désordres génétiques

Désordres génétiques = Altérations génétiques=

Modifications de l’ADN dans le chromosome

X XX

Héréditaires Certains cancers Certains cancers Maladies génétiques

Acquises Cancers Cancers Diabètes de type 2

**

*

Vecteurs synthétiques : SyntheGene Transfert

Contours des principes en thérapie génique

1 - Désordres génétiques

Contours des principes en thérapie génique

2 - Concepts thérapeutiques utilisables en thérapie génique

3 stratégies

XXS1 = Correction

par injection de gène à maintien épisomique Pb1 : Efficacité du maintien

Cellules quiescentes

Pb2 : Recombinaison aléatoireCancer

Contours des principes en thérapie génique

2 - Concepts thérapeutiques utilisables en thérapie génique

3 stratégies

XX

S2 = Correction par

recombinaison site spécifique

Contours des principes en thérapie génique

2 - Concepts thérapeutiques utilisables en thérapie génique

3 stratégies

XX

S2 = Correction par

recombinaison site spécifique

Contours des principes en thérapie génique

2 - Concepts thérapeutiques utilisables en thérapie génique

3 stratégies

XS2 = Correction

par recombinaison site spécifique Pb1 : Efficacité

Pb2 : Recombinaison aléatoireCancer

Contours des principes en thérapie génique

2 - Concepts thérapeutiques utilisables en thérapie génique

3 stratégies

XX

S3 = Correction par injection puis intégration chromosomique de gènePb1 : Efficacité du maintien

Cellules quiescentes

Pb2 : RecombinaisonCancer

S3 = Correction par injection puis intégration

chromosomique de gène

S2 = Correction par

recombinaison site spécifique

S1 = Correction par injection de gène à maintien

épisomique

Vecteurs viraux

Vecteurs non-

viraux

AAVAdenovirus

HerpesPox

ADN nu

- ADN nu

Rétrovecteurs

ADN nu

1-Internalisation cellulaire

3-Intégrationchromosomique

Intégration efficace

Intégration site spécifique

2-Internalisation nucléaire

Intégration indépendante de la taille du transgène

Propriétés du vecteur

idéal

Vecteurs viraux

Vecteurs non-

viraux

Contours des principes en thérapie génique

3 - Possibilités et limites des thérapies in vivo et ex vivo

in vivo

VECTEUR

in situ

Contours des principes en thérapie génique

3 - Possibilités et limites des thérapies in vivo et ex vivo

ex vivo

Peut-on traiter directement les tissus d’un individu ?

Ca dépend !

Doit-on traiter tous les tissus ?

Est il possible de cibler les vecteurs vers un tissu particulier ?

Les tissus sont formés de cellules quiescentes et/ou en division. Impact de

cette différence ?

Effet du vecteur sur l’organisme ?

Doit-on traiter toucher toutes les cellules?

3 - Possibilités et limites des thérapies in vivo et ex vivo

Cahier des charges : lourd

**

**

Immunogène

Intégration mutagène

Possibilité de recombinaison

Pas facile à produire et à stocker

Transfert d’ADN efficace

Taille variable

La Recherche : Des virus bricolés pour transférer des gènes Déc 1998

Vecteurs viraux

Vecteurs viraux

Ciblage tissulaire = Bof

Atteindre un ou une série d’organes entiers dans un individu (muscles) = Pas si

mal

Très Immunogènes

AVANTAGES

Non immunogènes

Plus sûrs

Production et stockage faciles

ADN plasmidique

Vecteur d’expression

INCONVENIENTS

Transfert peu efficace

Intégration faible et aléatoire

Vecteurs non-

viraux

Vecteurs non-

viraux

Ciblage tissulaire = Bof, Bof

Atteindre un ou une série d’organes entiers dans un individu (muscles) = re-Bof

Pas ou peu immunogènes

Conclusion: Les traitements directs in vivo sont pour l’instant une stratégie peu fiable.

pb 1: Ciblagepb 2: Immunogénicitépb 3: Spécificité d’intégration du gène

médicamentpb 4: Mutagenèse insertionnelle

aléatoire (Cancer)

Alternative: Les traitements ex vivo (initié par Fisher)

Muscle stem cellsGenetic muscle disorderIntramuscular graft = Factory cells

Mesenchymal stem cells (hfMSC) First trimester fetal blood - multipotentiality (differentiation)Therapeutic potential in utero transplantationMesenchymal deficiency diseases

Cellules souches

Therapeutic gene

Stem cell clones or population (?)

S2: To purify or to select the genetically modified stem cells (GMSC)

S1 :To efficiently transfer & integrate the transgene at a specific site

Stem cells

S4: To amplify safe stem cells

S3: To contrôle the quality of the GMSC to warrant safety

Safe stem cell clones or population (?)

S5: To reimplant safe stem cells in

patient

Patient

Stratégie thérapeutique

Diagnostic prénatal

Récupération des cellules souches

mésenchymateuses du cordon

Tranformation génétique et sélection clonale

Réimplantation dans le patient nouveau né

Problème posé par les cellules souches

Elles aiment bien qu’on leur fiche la paix et vivrent tranquillement dans le coin

Alternative: les cellules souches embryonnaires

Elles aiment bien se multiplier et se différencier

Conclusion: les stratégies ex vivo offrent de réelles possibilités de

thérapies contrôlées

Les pb3 et 4 évoqués pour les traitements in vivo sont aussi d’actualité ex vivo.

pb 3: Spécificité d’intégration du gène médicament

pb 4: Mutagenèse insertionnelle aléatoire (Cancer) Concept de vecteur propre

-l’insertion site spécifique du transgène- Garantit l’expression du transgène

- Prévient les risques de cancers prolifératifs

Contours des principes en thérapie génique

4 - Entendement et impact de l’assurance qualité en TG

Pb5: Définition d’un bon site d’insertion

Alternative

Diagnostic prénatal

Récupération des cellules souches

mésenchymateuses du cordon

Transformation génétique et sélection

clonale

Réimplantation dans le patient nouveau né

Fabrication d’un implant

Problème liés aux cellules souches

Structure de

l’implant

Vascularisation de l’implant.

Transformation en

miniorgane

Conclusions sur les contours des principes en thérapie génique

Constat 1 :Nombreuses maladies génétiques « acquises » ou « innées »Nombreux gènes médicament qui ont chacun des conditions d’utilisation propres (tissus, vecteurs, …)

Différentes stratégies de vectorisation avec des faisabilités de mise en œuvre (en temps et en besoin de connaissances) très différentes.

Constat 3 :Le coût pour faire aboutir chacune de ces stratégies est très élevé. De plus l’outil industriel n’existe « pas ».

Constat 2 :Il est possible de hiérarchiser a priori la faisabilité des stratégies

Sens du mot guérir : Pourra-t on développer ces thérapies pour au moins guérir en

- Améliorant simplement la vie du patient

Ou doit on tout miser pour l’instant dans l’objectif de le

- Débarrasser d’un mal

Thérapie génique ex vivo

Concept de cellule usine productrice de protéines médicaments

Concept d’implant thérapeutique

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Points communs et différences des enjeux

1 - Les associations de patients

Mettre en œuvre un maximum de solutions thérapeutiques

Paradoxe Organisation de patients/société civile et « morale »

Ethique et moralité des projets

Points communs et différences des enjeux

2 - Les états, l’Europe

- 35 000 000 de diabétiques en Europe (25)

- Les cancers sont la première maladie en France

- 100 000 personnes concernées par des neuro-dystrophie en Europe (25) - des hémophiles, ………..

Les systèmes d’assurances santé sont à l’asphyxie, quel que soit le système

Paradoxe Etats/IndustriesLa santé est un domaine dans lequel l’industrie fabrique des produits d’exportation. Si un produit est cher et demandé, son exportation permet des entrées de devises importantes

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Les abus :

Le dopage

Le dépistage génétique et assurance ou travail

Jusqu’au milieu du XXième siècleProduits anti-fatigue & anti douleurCafeine, strychnine,cocaïne, arsenicnitroglycerine, alcool, morphine….

1960: Amphétamines, dopage sanguinMaxiton, Tonedron, Ritaline,…

1970: AnabolisantsTestosterone, Dianabol,…

1990:Hormones peptidiquesEPO, GH, IGF-1,Insuline…

Le dopage

2008: Thérapie Génique ?The Times February 02, 2006Apocalypse now: fears of gene doping are realised By Owen SlotA new substance has emerged that suggests the next stagein the drugs battle has started

Détournements possibles de la thérapie géniqueà des fins de dopage

- Stimuler (ou bloquer) la production endogène d’une hormone - Faire produire une hormone spécifique par une cellule

non programmée pour ce faire en modifiant son génome - Renforcement tissulaire spécifique grâce aux cultures de cellules - Sélection génétique

Augmenter la capacité de transport de l’oxygène par le sang par l’utilisation de vecteurs viraux: EPO

•CIBLES : myoblastes ou fibroblastes

Agir sur les muscles squelettiques: GH, IGF1,Myostatine- augmenter la croissance et la différentiation

des myoblastes- stimuler la croissance musculaire, l’hypertrophie,

le métabolisme anabolique

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H.Lee SweeneyGene DopingScientific AmericanJuly 2004

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EPO

Inhiber la production de la MYOSTATINE

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Modifier l’utilisation de l’énergie en agissant au niveau des mitochondries: PPAR - δ

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L’activation du PPARδ dans lemuscle squelettique de la souris

- augmente le nombre de fibres musculaires

- augmente la performancephysique

- protège contre l’obésité

Augmenter le débit sanguin en stimulant la formation de nouveaux vaisseaux: VEGF

Augmenter le seuil de la douleur: endorphines

Prévenir les blessures , accélérer leur guérisonmuscle squelettique, cartilage articulaire, os, tendons et ligaments

De la réparation d’un tendon blessé à l’amélioration de sarésistance en prévision d’une compétition, quelle sera la limite?

Efficacité : La thérapie génique dans le sport ?

DEPISTAGE

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• Réponse immunitaire au vecteur viral• Recherche du DNA artificiel• Marquage du transgène : codage du DNA• Modification de l’expression de gènes suite au traitement

par thérapie génique (bio puces, RT-PCR)

Dépend de la technique utiliséeRisques propres à la protéine produite

RISQUE

www.23andme.com (Mountain View, Californie)

www.decodeme.com (Reykjavik, Islande)

www.navigenics.com (Redwood Shores, New York)

Services fournis : calcul du risque génétique pour une

vingtaine de maladies ou traits physiques, généalogie et

comparaisons génétiques, conseil génétique.

On peut se tenir au courant des découvertes relatives aux SNP

(polymorphismes nucléotidiques simples) via le site SNPedia

(Bethesda) www.snpedia.com

votre profil pour…1000 $

Profil génétique et assurance ou travail

Profil génétique individuel : qu’en attendre ?

Exemple de résultat (Navigenics, online):

Alzheimer’s Yourself 8% Average population 17%

Breast cancer Yourself 14% Average population 13%

Bénéfices attendus: - financement de la recherche (retour sur investissement), - encouragement à une éthique de la responsabilité, par la conscience du risque (‘un homme averti en vaut deux’)- amélioration thérapeutique (maladies infectieuses, certains cancers*)

- thérapie génique ??

*Milano Gérard, ‘Pharmacogénétique et sensibilité tumorale aux agents anticancéreux. L’exemple du cancer colorectal’, Revue du praticien, 31 mai 2008.

Profil génétique individuel : que craindre ?

- débat sur la « généticisation » de la médecine et de la culture (années 1990),

reproches faits à la recherche génétique (et au conseil génétique)

. idéologie réductionniste (je ne me réduis pas à mon génome !)

. tyrannie du ‘génétiquement correct’

. risque de discrimination (assurances, employeurs, police)si la confidentialité n’est pas assurée arguments en réponse aux reproches

. mieux vaut savoir qu’ignorer

. « diversité n’est pas maladie » (Canguilhem, 1943)

. une procréation responsable…

(i) tri des embryons

. exemple du dépistage de la bêta-thalassémie à Chypre (1980-82)

. objectif: empêcher la naissance d’enfants atteints d’une maladie sévère

. le gène n’est pas éradiqué

(ii) « faire la chasse aux gènes hétérodoxes » (Canguilhem, 1966)

. exemple du diagnostic de la maladie de Huntington

. objectif: éradication du gène

(iii) choisir un enfant possédant une caractéristique donnée

. enfant sourd

cependant …

. exemple des maladies psychiatriques

. que faire de nos vulnérabilités génétiques ?

«For the first time in history, there is now a realistic prospect that we will have the power to radically improve or alter human

nature. [...] Of course we are not there yet» (Herman de Dijn, in: Gastmans, 2002, p. 20).

«Following Richard Dawkins, we would like to reassert that we indeed live as disposable somas, slaves of our germline genome,

but could soon start rebelling against such slavery» (Weill & Radmann, 2003).

le principe de justice peut-il être étendu jusqu’à inclure desinjustices naturelles qu’il faudrait compenser - devons-nous

à nos enfants un « minimum génétique décent » ?

«the feasibility of genetic intervention requires a profound expansion of the domain of justice» (Buchanan et al., From Chance to Choice. Genetics and Justice, Cambridge: Univ Press, 2000)

«The ideal of parental design which is accommodated by the genetic supermarket is attractive, because it overcomes certain worries about a particular group of people controlling genetic policy» (Matthew Clayton, in: Burley & Harris, p. 198)

Note: discussion sur le genetic enhancement - Kennedy Institute of Ethics Journal, 2005, 15 (1)

Protéger le génome humain ?

Convention concerning the protection of the world cultural and natural heritage, UNESCO, 1972. protéger, conserver, transmettre le double patrimoine

Convention de Rio de Janeiro, UN, 1992.

préserver la biodiversité et la diversité culturelle

- le pool génétique humain global est une réalité dynamique : le protéger ne saurait signifier le figer et le mettre dans un reposoir- la protection du patrimoine culturel n’empêche pas la création artistique, la protection du patrimoine génétique humain n’interdit pas d’explorer des possibilités que la nature n’a pas actualisées

_______________

Figure 2 : Distribution géographique par pays des essais cliniques de thérapie génique pour les 1309 essais cliniques recensés en 2007. Le premier pays est les États-Unis avec 66% des essais cliniques, tandis que la France ne pointe qu’à la cinquième place avec 1,5%.

Le marché mondial de la thérapie cellulaire a été estimé à 26 mill iards d’Euros en 2010.