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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.