Efficacité

Efficacité, complications et évolution des protocoles de la thérapie génique du DICS-X

A - Résultats de la première thérapie génique du DICS-X au bout d’une année

La première thérapie génique du DICS-X a été réalisée en Mars 1999 par une equipe de médecins de l’hôpital Necker à Paris. Deux garçons, l’un de mois (P1), l’autre de 8 mois (P2) diagnostiqués atteints de DICS-X ont été traités suivant le protocole précédemment envisagé. Les deux n’avaient pas de donneur compatible pour essayer de les guérir par transplantation de moelle osseuse de donneur. En avril 2000,soit près de 1 an après la thérapie, ls médecins ont publié un article dans Science, rendant compte chez les deux patients des effets de la thérapie

Document 1 Propriétés du système immunitaire au bout d’un an

1a Evolution du nombre de lymphocytes T

Naoum, il ne faut garder dans P1 et P2 que 3 courbes : celle relative à CCD3 (à remplacer par LT ; celles relatives à CD8 et CD4. On peut garder la légende en anglais

Indiquer : LT : nombre total des lymphocytes.

CD8 : nombre de lymphocytes T8 (=CD8)

CD4 : nombre de lymphocytes T4 (CD4)

1b taux d’immunoglobulines et d’anticorps anti tétanique et antidiphtérique

Les deux enfants ont reçu une première injection de vaccin antitétanique et antidiphtérique 6 mois après la thérapie

Pour P2 je n’arrive pas à introduire les valeurs (je suis vraiment minable). Ce sont :309 ; 0,93 et 0, 63

1c. Données sur le phénotype clinique

Les deux patients après un séjour de 90 jours (P1) et de 95 jours (P2) dans une chambre stérile sont revenus chez eux et n’ont pas souffert d’infections opportunistes, répétitives sans recevoir de traitement particulier. Les deux ont une croissance normale et un développement psychomoteur semblable à celui des autres enfants

2. Les phénotypes des enfants une dizaine d’années après la thérapie

Rassurée par l’évolution des deux patients traités, l’équipe médicale a traité de 2000 à 2002 7 autres enfants souffrant du DICS-X pour lesquels il n’existait pas de donneur compatible pour une transplantation de cellules CD34+ (cellules souches de moelle osseuse )

En 2010 , dans un article du « New england journal of medicine », les médecins indiquent ce que sont devenus les 9 patients traités par thérapie génique. Huit d’entre eux sont vivants et ne souffrent pas d’infections à répétitions. Les caractéristiques immunologiques de ces patients évaluées en 2010 sont les suivantes

Naoum il faut bien sûr simplifier cette table. On peut mettre tout en français ; en ce qui concerne les lymphocytes, on ne garde que les lymphocytes T (CD3+, les T4 (CD4+),les T8 (CD8+). On garde aussi le nombre de cellules NK par mm3 A la place de follow-up mettre : temps écoulé depuis la thérapie (en années).

On supprime toutes les autres données et les lignes de commentaires sous le tableau

3. Des complications importantes

Les patients 4,5, 7 et 9 ont développé une complication grave consistant d’après les médecins en une prolifération clonale de lymphocytes T, , une forme de leucémie survenue respectivement, 30,34,68 et 33 mois après la thérapie génique. Trois des enfants après un traitement par chimiothérapie sont entrés en rémission complète. L’enfant 4 malgré tous les traitements est décédé

Dés l’apparition du premier cas, les essais cliniques de thérapie génique ont été interrompus, le temps de comprendre le mécanisme de survenue de ces cancers et de trouver un protocole permettant de les éviter

Document : Données sur l’évolution du nombre de lymphocytes T

Naoum , je te joins l’article où il y a les graphiques et le frottis sanguin (figure 1 A,B et C

1. Données sur plusieurs patients cités dans le tableau

2. Données chez les patients P4 (triangles) et P5 (carrés). L’échelle en ordonnée est semi-logarithmique.

3. Frottis sanguin réalise chez le patient P4, 34 mois après la thérapie Les cellules sanguines ont été colorées par le réactif May-Grunwald giemsa.

Document : frottis sanguin normal et frottis sanguin d’un enfant leucémique n’ayant pas subi une thérapie génique

Frottis sanguin normal

On distingue de très nombreux globules rouges, un globule blanc polynucléaire, deux lymphocytes et un monocyte

Questionnement

A partir des documents , argumenter en faveur de l’idée que les patients 4,5,7 et 9 ont souffert de leucémie qui n’est apparue que plus de 30 mois après la thérapie

Les médecins indiquent que ces complications résultent d’une prolifération clonale lymphocytaire. E

Expliquer cette expression à partir des modalités de la thérapie et à partir de votre connaissance de la signification du terme clonale.

Dans un communiqué de presse du 22 juillet 2010,l’INSERM titrait :  «  Les « bébés bulle « ont 11 ans. : l’efficacité de la thérapie génique est démontrée. » Montrez la véracité de cette affirmation à partir des données des documents, Les médecins parlent d’avantage sélectif des cellules souches transductées  aux patients : expliquer ce que cela signifie . Indiquer comment l’affirmation du titre de l’INSERM pourrait être nuancée.

D Explication de l’origine des leucémies des enfants après thérapie génique

Le problème posé aux médecins a été d’élucider le mécanisme par lequel l’insertion du génome du vecteur portant le gène thérapeutique dans celui du génome de certaines CSH ‘(cellules souches hématopoïétiques) ou de précurseurs de lymphocytes T provoquait une très forte prolifération de ces cellules. Ils ont analysé les sites d’insertion du génome du vecteur dans le génome des lymphocytes T

Document Importance des sites d’insertion du génome du vecteur

1. Localisation du génome du vecteur dans les cellules leucémiques.

Chez 3 des patients leucémiques, le génome du vecteur était situé à très proche proximité do gène LMO2 sur le chromosome11(figure). Chez le quatrième , il était situé très près du locus d’un autre gène , le gène CCND2

1. Indication de la position du site d’insertion du génome du vecteur, rétroviral utilisé dans la thérapie génique chez trois des enfants leucémiques.

2. Schématisation de l’action du génome rétroviral sur l’expression du gène LMO2

Naoum, on supprime le C

2. Données sur le gène LMO2 des enfants leucémiques suite à la thérapie.

Séquence codante de l’allèle du gène LMO2 trouvé chez un patient leucémique et de celle présente chez un patient n’ayant pas été leucémique après sa thérapie

Naoum ce sont les mêmes séquences

Expression du gène LMO2 : les techniques permettant de quantifier l’ARNm du gène LMO2 ainsi que celle de la protéine LMO2 ont révélé qu’elles étaient beaucoup plus importantes chez les lymphocytes T et leurs précurseurs des cellules leucémiques que chez lymphocytes non cancéreux

3. Nature des gènes LMO2 et CCND2

Ces gènes sont des proto oncogènes c’est-à-dire des gènes qui contribuent à la régulation des divisions des cellules dans lesquelles ils s’expriment en fonction des messages qu’elles reçoivent . leur activité est donc variable. Suite à des mutations, ils deviennent des oncogènes qui s’expriment constamment et entraînent une prolifération non contrôlée des cellules, lesquelles deviennent cancéreuses.

4. L’action oncogénique du gène thérapeutique

La figure B ci-dessus schématise le mécanisme par lequel l’insertion du génome du vecteur entraîne la leucémie de certains patients leucémiques.

Naoum, il faut mettre si possible la figure B donnée précédemment. On peut la supprimer plus haut

Les enhancers sont des séquences non codantes des génomes qui activent l’expression de gènes cibles donc augmentent considérablement leur transcription. La région en rouge des LTR du génome du vecteur sont des enhancers.

E ; Evolution des protocoles de la thérapie génique du DICS-X

L’élucidation du mécanisme par lequel l’intégration du génome du vecteur rétroviral dans celui d’une cellule souche ou dans une cellule précurseur de lymphocytes T peut dans certains cas provoquer une leucémie a conduit les médecins à modifier le vecteur utilisé . Ils ont supprimé les séquences LTR du vecteur et à la place inséré un promoteur nécessaire à l’expression du gène thérapeutique.

Un second essai de thérapie génique avec ce vecteur modifié a été réalisé (2007-2010) à Paris, Londres et Boston. L’article du « New england journal of medicine de 2014 » et celui du « iournal of experimental medicine de 2020 » indiquent qu’après 8 ans de suivi, tous les enfants sauf 1 ontreconstitué leur système immunitaire et aucun n’a développé une leucémie. Un des enfants est décédé mais le décès a été causé par une infection généralisée présente avant la thérapie

Une autre évolution a consisté à utiliser un autre type de vecteur dérivé d’un lentivirus. C’est aussi un rétrovirus mais avec un génome plus complexe que celui du virus de Moloney utilisé précédemment. (Le VIH sert à la construction de ce vecteur mais bien sûr on a éliminé tout ce qui permet sa réplication). Les vecteurs lentiviraux sont beaucoup plus efficaces que les retrovirus simples en ce qui concerne la transduction des cellules cibles . En outre, ils peuvent être incorporés dans des cellules qui ne se divisent pas contrairement aux rétrovirus de base.

La figure illustre l’évolution de la thérapie génique du DICS-X

.pour laquelle, on reconnait trois étapes

Etape 1Premier essai de thérapie génique avec un vecteur construit à partir d’un rétrovirus gamma

Etape 2 utilisation d’un vecteur gamma retroviral mais où l’enhancer LTR a été supprimé et un promoteur du gène thérapeutique IL2RG inséré

Etape 3 utilisation d’un vecteur construit à partir d’un lentivirus (type VIH) modifié ce qui améliore nettement la transduction des cellules souches : la thérapie permet non seulement la restauration des lymphocytes T mais aussi celle des cellules NK.

Les boîtes rouges signalent les modifications des protocoles ;

Questionnements

Les spécialistes indiquent que les cas de leucémies suite à une thérapie génique sont dus à un phénomène de mutagenèse insertionelle. A partir des informations extraites des documents, indiquer ce que cela signifie et préciser les différences avec les mutations classiques

Indiquer comment l’évolution des protocoles a amélioré l’efficacité et la sûreté de la thérapie génique du DICS-X.