Les dégénérations rétiniennes héréditaires (IRD) sont un groupe de troubles génétiques qui conduisent à une perte de vision progressive comme les cellules de détection de lumière de l'œil – les photorécepteurs-DIE en raison de mutations des gènes nécessaires à leur fonction et à leur survie.
La thérapie génique est devenue une approche prometteuse, remplaçant ou complétant les gènes défectueux pour préserver ou restaurer la vision. Pourtant, la plupart des stratégies de thérapie génique existantes ont été développées et testées dans les premières étapes de la maladie, ce qui, ce qui a fait un écart majeur dans le traitement des patients diagnostiqués après des dommages rétiniens importants.
Maintenant, dans une étude publiée dans Thérapie moléculairedes chercheurs de la Division des thérapies rétiniennes expérimentales de l'École de médecine vétérinaire de l'Université de Pennsylvanie (Penn Vet) et de leurs collaborateurs ont développé une nouvelle boîte à outils puissante pour aider à combler cet écart.
Dirigée par Raghavi Sudharsan de Penn Vet, professeur adjoint d'ophtalmologie expérimentale, et William A. Beltran, le professeur d'ophtalmologie de Corinne R. Henry Bower, l'équipe a développé quatre nouveaux promoteurs spécifiques aux photorécepteurs. Ces «courts segments d'ADN agissent comme des« commutateurs »moléculaires pour activer le gène thérapeutique dans les cellules cibles, entraînant une expression génique forte et spécifique dans les photorécepteurs de tige et de cône même aux stades de la maladie à la mi-fin de la maladie», explique Sudharsan, l'auteur principal sur l'article.
« La plupart des promoteurs actuellement utilisés n'ont été testés que dans des modèles animaux sains, et leurs performances diminuent souvent lorsque la rétine dégénère », poursuit Sudharsan. « En revanche », dit-elle, « les promoteurs nouvellement développés ont été sélectionnés en fonction de leur capacité à activer l'activité des gènes dans les rétines qui avaient déjà perdu plus de la moitié de leurs photorécepteurs les rendre plus pertinents pour les stades de la maladie auxquels les patients sont fréquemment diagnostiqués. » Dans les comparaisons face à face, les nouveaux promoteurs ont surpassé le promoteur GRK1 largement utilisé dans la force d'expression et la spécificité.
Cette étude aborde l'un des plus grands obstacles du traitement IRD: comment offrir une thérapie génique efficace après qu'une grande partie de la rétine a déjà dégénéré. Nous étions particulièrement excités par la performance du Gngt2-Promoteurs basés, qui ont montré une forte expression dans les tiges et les cônes, même aux stades avancés de la maladie. Et leur petite taille de 850 paires de bases les font idéal pour (virus adéno-associé) AAV emballage, contrairement à certains promoteurs coniques conventionnels qui sont nettement plus grands. «
Raghavi Sudharsan, professeur adjoint d'ophtalmologie expérimentale, École de médecine vétérinaire de l'Université de Pennsylvanie
L'équipe a également souligné que la spécificité élevée de ces promoteurs pour les photorécepteurs peut aider à limiter les effets hors cible et à réduire les considérations immunitaires potentielles importantes pour la sécurité et l'efficacité à long terme.
Les chercheurs ont utilisé une combinaison d'analyse transcriptomique, de modélisation in silico et de dépistage in vivo dans les modèles grands animaux pour identifier une suite de nouveaux promoteurs courts qui restent actifs dans les photorécepteurs dégénérants. Il s'agit notamment des promoteurs dérivés du Gngt2, Impg2et PDE6H Les gènes, qui ont démontré une expression forte et spécifique à la cellule lorsqu'ils sont livrés via des AAV dans les rétines de modèles canins, imitant les IRD humains.
« Ces résultats mettent en évidence l'importance de tester les promoteurs dans des modèles cliniquement pertinents et à des stades de maladie appropriés, ce qui ne peut malheureusement pas être établi dans les cultures cellulaires ou les organoïdes rétiniens », explique l'auteur principal William A. Beltran, qui dirige la division des thérapies rétiniennes expérimentales. « Ils jettent les bases d'une nouvelle génération de thérapies géniques qui sont plus puissantes, précises et réactives aux besoins cliniques du monde réel des patients atteints de dégénérations rétiniennes héréditaires, que ce soit des personnes ou des animaux. »
Un brevet provisoire sur la technologie des promoteurs a été déposé par l'Université de Pennsylvanie.
William Beltran est le professeur de corinne R. et Henry Bower en ophtalmologie et directeur de la division des thérapies rétiniennes expérimentales au Département des sciences cliniques et de la médecine avancée à l'École de médecine vétérinaire de l'Université de Pennsylvanie.
Raghavi Sudharsan est professeur adjoint de recherche en ophtalmologie expérimentale au Département des sciences cliniques et de la médecine avancée chez Penn Vet.
D'autres auteurs sont Gustavo D. Aguirre, Aditi Ahuja, Natalia Dolgova, Valerie L. Dufour, Jennifer Kwok, Leonardo Murgiano, Yu Sato et Svetlana Savina de Penn Vet et Leah C. Byrne et Morgan Sedorovitz de l'école de la médecine de l'Université de Pittsburgh.
Ce travail a été soutenu par les subventions du NIH RO1-EY006855, RO1-EY017549, RO1-EY033049 et P30-Ey001583, la Fondation Fighting Blindness et l'Université de Pennsylvanie (Beltran).
