Stratégies de thérapie génique pour la maladie de Charcot-Marie-Tooth: cibler le bon type cellulaire et compartiment – GENERATE

La maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT) est une maladie rare et incurable du système nerveux périphérique. Les CMT sont définis selon le type cellulaire affecté : la cellule de Schwann (CS) dans les CMT démyélinisantes, ou les neurones moteurs (MNs) et sensitifs (NSs) dans les CMT axonales. Plus de 100 gènes causaux liés au CMT ont été identifiés. Cette diversité génétique et cellulaire limite la perspective d'une approche thérapeutique largement applicable. Étant donné que la plupart des CMT sont monogéniques et causées par la dysfonction d'une population bien définie de cellules (CSs ou MNs et NSs), nous pensons que les stratégies de thérapie génique visant à restaurer la fonction altérée de la protéine mutée dans le type de cellule ou même le compartiment approprié pourraient être une approche prometteuse pour la CMT.
Nous nous concentrerons sur deux formes différentes de que nous étudions actuellement : la forme axonale CMT2A et le type démyélinisant CMT4H.
La CMT2A est liée à des mutations hétérozygotes du gène MFN2. Celle-ci est localisée au niveau de la membrane mitochondriale, où elle régule la fusion des mitochondries avec son homologue MFN1. Contrairement à ce dernier, la protéine MFN2 a également été observée à la surface du réticulum endoplasmique (RE) où elle contrôle les contacts RE-mitochondries, appelés MAM. La dérégulation de MAM contribuerait à la pathologie CMT2A via une perte de fonction, ce qui plaide pour une approche visant à restaurer la fonction de MAM. Ainsi, nous visons à contrecarrer les effets de la mutation de CMT2A en surexprimant la MFN2 de type sauvage dans les MNs et les SNs. En alternative, nous développerons une construction permettant l'expression ectopique de la protéine homologue MFN2, MFN1, dans le RE. Ces constructions seront exprimées dans les MNs et les SNs en utilisant des vecteurs AAVs et un promoteur spécifique aux neurones (hSynapsin).
La CMT4H est liée à des mutations homozygotes dans le gène FGD4 codant pour FRABIN. FRABIN est un facteur d'échange de guanine qui régule l'activité de la petite RhoGTPase cdc42. Les nerfs des patients CMT4H présentent des anomalies de la myéline. Des altérations similaires ont été observées dans les nerfs sciatiques de souris chez lesquelles Fgd4 ou cdc42 est spécifiquement supprimé dans les CSs. Cela suggère que la CMT4H serait due à la perte de fonction de FGD4/FRABIN et de cdc42 dans les CSs. Par conséquent, nous développerons pour la CMT4H une thérapie de remplacement de gène basée sur l'expression spécifique aux CSs soit de la forme sauvage et complète de FRABIN, soit d'une version raccourcie comprenant uniquement les domaines fonctionnels requis pour l'activité de cdc42. Ces constructions seront exprimées sélectivement dans les CSs en utilisant les vecteurs viraux appropriés et un promoteur spécifique aux CS (Mpz/P0).
Nous testerons l'effet des stratégies ci-dessus sur les altérations moléculaires, cellulaires et fonctionnelles associées au CMT2A ou CMT4H (altérations des MAM et dégénérescence axonale dans la CMT2A, anomalies de la myélinisation dans le CMT4H, défauts moteurs et sensoriels pour les deux formes de CMT). Pour cela, nous utiliserons une combinaison de biologie moléculaire, d’imagerie et de tests comportementaux, des préparations in vitro provenant de rongeurs et de patients atteints de CMT, et des modèles de souris transgéniques in vivo.
Nous parions que GENERATE est réalisable en trois ans car : 1) la plupart des outils et des modèles sont disponibles ; 2) la plupart des tâches décrites ci-dessus reposent sur des données préliminaires solides ; 3) les membres du projet disposent de toute l’expertise conceptuelle et technique nécessaire. Ce projet bénéficiera d’une collaboration étroite avec des cliniciens et des patients, un atout important en vue d’une application clinique. Enfin, GENERATE s'inscrit dans les priorités stratégiques de l'ANR et de l'État français concernant la recherche translationnelle sur les maladies rares.