Découvrir et comprendre les techniques utilisées dans la mise en oeuvre de la thérapie génique somatique du DICS-X

  1. Choix du protocole envisagé pour manipuler les cellules souches de la moelle osseuse afin de transférer le gène thérapeutique ;
  2. Choix des cellules souches de la moelle osseuse pouvant constituer la cible du transfert du gène ;
  3. Mode de transport du gène-médicament au "cœur" des cellules souches sélectionnées ;
  4. Caractéristiques de la thérapie génique entreprise ;
  5. Obtention d'un vecteur rétroviral ;
  6. Utilisation d'un vecteur rétroviral pour obtenir des cellules souches hématopoïétiques ou lymphoïdes modifiées.

 

1. Quel protocole peut-on envisager pour manipuler les cellules souches de la moelle osseuse afin de transférer le gène thérapeutique ?
Activités 1ére conclusion
Formuler des hypothèses. 
 
 

Discuter les propositions avancées.

 On peut envisager de traiter les cellules souches de la moelle osseuse, in vivo, en place dans l'organisme ou ex vivo en dehors de l'organisme, après les avoir ponctionné sur le patient.

Le risque d'un traitement in vivo est de ne pas traiter suffisamment de cellules cibles et surtout, le fait d'introduire un élément étranger chez un hôte sans défense immunitaire risque d'engendrer une infection opportuniste.
D'où le choix d'un protocole de thérapie génique ex vivo suivi d'une réinjection des cellules traitées par voie intraveineuse aux malades.


2. Quelle(s) cellule(s) souche(s) de la moelle osseuse peuvent constituer la cible du transfert du gène ?
Ressources Activités 2ème conclusion
Représentation schématique (48 Ko) de la différenciation hématopoïétique et des progéniteurs cibles de la correction par transfert de gène dans le DICS lié à l'X. Indiquer la (ou les) cellule(s) cible(s) potentielle(s) du transfert du gène. Les cellules potentielles cibles du transfert du gène thérapeutique sont :
1- les cellules souches hématopoïétiques pluripotentes et douées d'autorenouvellement ;
2- les cellules souches pluripotentes ayant perdu leur capacité d'autorenouvellement ;
3- les cellules souches lymphoïdes.

3. Comment transporter le "gène-médicament" au "cœur" des cellules souches de la moelle osseuse ?
Ressources Activités 3ème conclusion
Atouts et limites des vecteurs viraux Choisir le (ou les) outil(s) le (ou les) plus approprié(s) pour transférer un gène chez un hôte sans immunité préexistante. Le choix d'un vecteur viral du type rétrovirus est préconisé pour le transfert d'un gène thérapeutique dans le cas d'absence d'immunité chez l'hôte.

4. Bilan : les caractéristiques de la thérapie génique entreprise pour corriger le DICS-X de deux petits garçons âgés de 8 à 11 mois au moment du diagnostic de la maladie et du traitement. 
Maladie Protocole Vecteur Gène introduit Cellules traitées

DICS-X
Affection héréditaire monogénique récessive liée au chromosome X
Ex vivo
Rétrovirus
Gène gamma-c
Cellules souches hématopoïétiques ou lymphoïdes. 

 

5. Comment obtenir un vecteur rétroviral ?
Ressources Activités
Un exemple de rétrovirus ensemble documentaire sur le virus de la leucémie murine de Moloney (MoMLV).
Saisir des informations pour dégager les caractéristiques d'un rétrovirus.

Comprendre comment un rétrovirus pénètre dans une cellule.

Schéma 1 (29 Ko) : obtention d'une cellule modifiée d'encapsidation .

Schéma 2 (35 Ko) : production de vecteurs viraux infectieux.
Utiliser les connaissances précédentes pour comprendre le principe de la production d'un vecteur rétroviral infectieux.


6. Utilisation du génome rétroviral recombiné comme vecteur de thérapie génique somatique ex-vivo pour traiter le DICS-X
En 1999, l'équipe du Dr Marina Cavazzana-Calvo et du Pr Alain Fischer (Unité 429 Inserm, hôpital Necker-Enfants malades, Paris), a appliqué le protocole suivant afin de traiter deux petits garçons âgés de 8 à 11mois, atteints de DICS-X. 
Protocole
Etape 1
Etape 2
Isolement de cellules CD34+ d'origine médullaire.
Préactivation de ces cellules par des cytokines, stem cell factor (SCF), megacaryocyte-growth and differenciation factor (MGDF), ligand de FLT3 (FLT3-L) et interleukine 3 (IL-3) pendant 24 h.		 Infection des cellules CD34+ en les incubant (1 fois par jour 3 jours de suite) en présence de surnageant contenant le vector retroviral MFG-gc. Ce vecteur contient l'ADNc de gc (gène thérapeutique) placé sous le contrôle transcriptioonel du LTR (long terminal repeat) viral..
Les trois cycles d'infection se font en poches closes.
Dans ces conditions 30 à 40 % des cellules CD34+ réinjectées aux patients sont transduites.
Comme toutes les cellules souches et les cellules progénitrices médullaires ont une attirance naturelle pour la moelle osseuse, après réinjection par voie intraveineuse, les cellules CD34+ transformées d'origine médullaire retrouvent rapidement leur site de prédilection.

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