Dans le cadre d’une découverte ayant des implications pour l’un des traitements médicaux de pointe les plus prometteurs, les chercheurs ont évalué plusieurs techniques de mesure couramment utilisées en thérapie génique. L'étude a déterminé que l'une des techniques les plus populaires était « problématique » et nécessitait un développement et une normalisation plus poussés.
En thérapie génique, les gènes défectueux d'une personne sont remplacés ou modifiés pour traiter ou prévenir une maladie. Avec environ deux douzaines de produits sur le marché et des centaines d’essais cliniques en cours ou prévus, le traitement est salué comme une méthode révolutionnaire pour cibler les causes génétiques profondes de maladies allant de la drépanocytose au cancer.
Certains traitements de thérapie génique utilisent des virus adéno-associés (AAV) modifiés pour administrer du matériel génétique thérapeutique dans les cellules d'un patient. Ces AAV sont conçus pour cibler des types de cellules spécifiques. Ensuite, leur matériel génétique infectieux est remplacé par le matériel génétique thérapeutique, et ils sont administrés au patient.
Mesurer correctement les vecteurs AAV, comme on les appelle, est essentiel à leur sécurité et à leur efficacité.
Dans une étude récemment publiée, des chercheurs du National Institute of Standards and Technology, du National Institute for Innovation in Manufacturing Biopharmaceuticals (NIIMBL) et de la US Pharmacopeia (USP) ont recruté six laboratoires industriels aux États-Unis et en Europe pour mesurer des échantillons de vecteurs AAV.
Les laboratoires ont été invités à quantifier la concentration de matériel génétique et de particules virales dans les vecteurs. Ils ont utilisé quatre techniques de mesure et ont rendu compte de leurs résultats aux auteurs de l'étude.
Parmi les quatre méthodes de mesure déployées, le test immuno-enzymatique par réaction en chaîne par polymérase (PCR-ELISA) présentait la plus faible exactitude et précision. Par précision, les chercheurs entendent à quel point la mesure est proche de la valeur correcte. La précision fait référence à la question de savoir si la méthode produit des résultats systématiquement similaires.
L'imprécision de la PCR-ELISA a conduit les auteurs de l'étude à conclure que la méthode avait une « mauvaise reproductibilité ». Ses résultats n’ont pas pu être reproduits de manière fiable à la fois au sein du même laboratoire et dans des laboratoires différents.
La méthode « ne devrait pas être utilisée à des fins quantitatives (mesures des vecteurs AAV) sans développement et harmonisation supplémentaires », ont-ils ajouté.
PCR-ELISA est en fait deux outils distincts combinés en un seul. La PCR est utilisée pour quantifier le matériel génétique et l'ELISA mesure les protéines qui composent l'enveloppe virale. Les deux tests existent depuis des décennies et il existe actuellement des dizaines de versions de chacun sur le marché.
En conséquence, il existe des différences subtiles mais importantes dans la manière dont le PCR-ELISA est fabriqué et utilisé, a déclaré Wyatt N. Vreeland, ingénieur chimiste au NIST. Tout le monde peut penser qu'il fait la même chose lorsqu'il effectue un test PCR-ELISA, a-t-il déclaré, mais ce n'est souvent pas le cas.
C'est comme une recette pour le même gâteau au chocolat. Vous pouvez donner à quelqu'un les mêmes ingrédients, mais lorsque vous utilisez un équipement différent pour les préparer ou que vous les faites cuire dans des fours différents, les gâteaux ne sont pas les mêmes. »
Wyatt N. Vreeland, chercheur principal de l'étude
Voici ce que l’étude a révélé sur les trois autres méthodes :
- SEC-MALS (chromatographie d'exclusion stérique avec diffusion de la lumière multi-angle et tandem UV/Vis et/ou indice de réfraction) était la plus précise des méthodes testées.
- La SV-AUC (ultracentrifugation analytique à vitesse de sédimentation) avec optique à interférence UV/Vis et/ou Rayleigh était moins précise et précise. que SEC-MALS, ce qui a surpris les chercheurs puisque SV-AUC est considéré comme le « étalon-or » pour la mesure du vecteur AAV. Cependant, SV-AUC était meilleur que SEC-MALS pour créer une « carte » détaillée de la distribution des particules génétiques et virales dans le vecteur AAV. L'étude suggère que « SEC-MALS pourrait être mis en œuvre comme méthode générale, (SV-AUC) étant utilisé pour une analyse plus complète si nécessaire ».
- La spectrophotométrie ultraviolette à double longueur d'onde A260/A280, qui mesure l'absorption de la lumière ultraviolette par un échantillon, présente des limites significatives par rapport aux autres méthodes. Il ne peut pas faire la distinction entre les vecteurs AAV partiellement remplis ou surchargés. De plus, les particules de protéines AAV sont trop grosses pour que l’équipement puisse les gérer sans produire d’erreurs. Ces problèmes liés à la spectrophotométrie sont bien documentés et cette technique n'est généralement pas utilisée pour des mesures très précises.
L’étude n’a pas tiré de conclusions sur les recherches passées, en cours ou futures en matière de thérapie génique qui reposaient sur ces méthodes de mesure des vecteurs AAV. Il n’a pas non plus formulé de recommandations politiques ou réglementaires.
Dans les travaux futurs, des chercheurs du NIST, de l'USP et du NIIMBL, un partenariat public-privé soutenu par le NIST pour soutenir la fabrication biopharmaceutique, prévoient de développer des procédures opérationnelles standard (SOP) pour le SV-AUC. Les SOP sont un ensemble d’instructions écrites détaillées pour une technologie ou une méthodologie spécifique. Les scientifiques pensent que le fait de disposer de SOP largement acceptées pour SV-AUC améliorera ses performances de reproductibilité au même niveau que celles de SEC-MALS, pour lequel il existe déjà des SOP.
« Toutes les différentes méthodes que nous avons testées ont leurs limites et leurs incertitudes », a déclaré Vreeland. « Ce qui est important, c'est que vous compreniez ce que votre technique de mesure peut et ne peut pas vous dire. »
