Gene therapy approaches for neuromuscular disorders
Approches de thérapies géniques pour des maladies neuromusculaires
Résumé
Gene therapy of myopathies such as Duchenne muscular dystrophy requires a systemic approach in order to treat the whole musculature. The AAV vector is currently the most efficient delivery system for muscle transduction. We show that the biodistribution of AAV administered intravenously can be modified using different adjuvant strategies in healthy mice. In particular, the pre-injection of polymers enables an improvement of muscle transduction by AAV, and can also decrease the neutralizing immune response induced by the intravenous injection of this vector. We also explored in this work the impact of exogenous and endogenous modulating factors – such as the administration procedure or some blood factors – on the AAV transduction capacity. In a second approach, we evaluated gene transfer in dystrophic muscles in order to secrete in the blood circulation a transgenic protein associating the soluble TNF-α receptor I and the Fc fragment of an immunoglobulin (TNFR-Is/mIgG1). The comparison of the kinetic of secretion after muscle gene transfer in healthy and dystrophic mice indicates that the inflammatory context of dystrophic muscle increases the immune response against the transgene. We also show that while the expression and secretion of a low immunogenic murine variant of TNFR-Is/mIgG1 improves the mdx muscle function, it does not confer a selective advantage to muscle fibers which still undergo cycles of necrosis and regeneration.
La thérapie génique de myopathies telles que la dystrophie musculaire de Duchenne nécessite une approche systémique afin de traiter l'ensemble de la musculature. Le vecteur AAV est actuellement le plus efficace pour transduire le muscle. Nous montrons que la biodistribution du vecteur AAV administré par voie veineuse peut être modifiée en utilisant diverses stratégies adjuvantes chez la souris saine. La pré-injection de polymères permet ainsi d'améliorer la transduction des muscles par le vecteur AAV, ou encore de baisser la réponse immune neutralisante induite par l'injection intraveineuse du vecteur. Nous abordons également l'impact de facteurs modulateurs exogènes ou endogènes – tels que la procédure d'administration ou certains facteurs sanguins – sur la transduction systémique de l'AAV. Dans une seconde approche, nous avons évalué le transfert de gènes dans le muscle dystrophique afin de sécréter dans la circulation sanguine une protéine transgénique fusionnant le récepteur soluble I du TNF-α avec le fragment constant d'une immunoglobuline (TNFR-Is/mIgG1). La comparaison des cinétiques de sécrétion obtenu après le transfert de gène dans le muscle de souris saines ou de souris dystrophiques mdx indique que le contexte inflammatoire du muscle dystrophique favorise une réponse immune contre le transgène. Nous montrons que l'expression et la sécrétion d'un variant murin peu immunogène du TNFR-Is/mIgG1 améliore la fonction musculaire de la souris mdx sans toutefois conférer un avantage sélectif aux fibres musculaires dystrophiques qui continuent leur cycle de nécrose et de régénération.