Une première étude montrant l'inversion de la progression de la DMC LAMA2 chez la souris, grâce à une technologie appelée CRISPR-a (a pour activation d'un gène au niveau de sa transcription), a été menée en 2019 par le Dr Dwi Kemaladewi, en collaboration avec l'équipe du Dr Ronald Cohn de l’hôpital SickKids de Toronto. Elle n'intervient pas directement sur le gène et les mutations responsables de la maladie mais sur l'expression d'un gène proche dit modificateur.

Chez les patients atteints de DMC LAMA2, une mutation du gène LAMA2 entraîne une production incomplète d'une protéine appelée laminine-211. Cette protéine incomplète est la cause de la faiblesse musculaire et de la mauvaise croissance (dystrophie) musculaire des patients. Une autre protéine, appelée laminine-111, est très similaire à la laminine-211 normale et complète. La laminine-111 est naturellement produite par l'organisme pendant le développement embryonnaire mais le gène est réduit au silence après la naissance. Cependant notre ADN contient toujours le gène ou, pour prendre une image plus parlante, la "recette" pour fabriquer la laminine-111. La technologie CRISPR-a utilisée par le Dr Kemaladewi le réactive, permettant ainsi la production de laminine 111 cette fois après la naissance. Il a en outre été démontré qu'elle améliore la force musculaire, les lésions nerveuses et l'espérance de vie des souris modèles porteuses d’une forme partielle de la maladie (souris dy^2j/dy^2j), ce qui constitue une première preuve de concept.

Les chercheurs s'efforcent maintenant d'améliorer encore cette technologie et souhaitent tester la version actualisée et optimisée de CRISPR-a chez des souris qui souffrent d'une forme plus grave de la maladie. À terme, ils espèrent également tester CRISPR-a dans des cellules de peau prélevées sur des patients atteints, pour vérifier que CRISPR-a peut également réactiver le gène de la laminine 111 dans les cellules des patients.

L’avantage de cette technique, si elle s’avérait fructueuse chez l’homme, est qu’elle permettrait de soigner l’ensemble des patients, indépendamment de leurs mutations (on en dénombre en effet plus de 350 à ce jour dans le monde).

Pour plus d’informations en anglais :

mdc1a.com/medical-knowledge/dr-dwi-kemaladewi-on-a-promising-new-therapeutic-strategy-for-mdc1a/

A mutation-independent approach for muscular dystrophy via upregulation of a modifier gene

Les recherches menées à l'Université de Maastricht par le Pr Bert Smeets se focalisent a contrario sur une médecine de précision, toutefois liée à la prévalence d'une mutation spécifique très présente chez les patients néerlandais. Il s'agit ici d'intervenir sur des cellules souches musculaires génétiquement corrigées. Cette recherche s'inscrit dans un projet plus vaste visant à traiter différentes maladies musculaires.

Les mésoangioblastes sont des cellules souches responsables de la formation de nouvelles cellules musculaires qui peuvent s'assembler en de nouvelles fibres musculaires. Cependant, chez les patients atteints de dystrophie musculaire, les cellules musculaires peinent à former de nouvelles fibres musculaires. Pour surmonter ce problème, l'idée serait d'isoler d'abord les cellules souches musculaires d'un patient, puis de corriger génétiquement la mutation pathogène dans ces cellules en laboratoire, en utilisant les ciseaux génétiques CRISPR/Cas 9. Ces cellules souches corrigées pourraient ensuite être cultivées et multipliées en laboratoire avant d'être réinjectées.

Vers un essai clinique aux Pays-Bas :

Pour tester cette stratégie thérapeutique, Bert Smeets et son équipe mènent depuis 2019 un essai clinique de phase I/II chez des patients souffrant de myopathies mitochondriales. Cet essai clinique vise à évaluer la sécurité et l'efficacité de cette stratégie de traitement. Les chercheurs espèrent ensuite appliquer ce traitement aux patients atteints de LAMA2-RD. En collaboration avec l'Université Radboud de Nimègue, des études d'histoire naturelle sont actuellement en cours avec des patients néerlandais atteints de DMC LAMA2, et l'autorisation éthique d'isoler les cellules souches musculaires des patients a déjà été accordée. Les études d'histoire naturelle ont permis d'identifier une mutation particulière dans le gène LAMA2, présente chez plus de 50% des patients néerlandais. L'identification de ces mutations courantes est importante pour concevoir des thérapies qui seront bénéfiques au plus grand nombre de patients possible.

Pour plus d'informations en anglais :

mdc1a.com/research-updates/prof-bert-smeets-on-the-development-of-autologous-muscle-stem-cell-treatment/

La laminine 411 est une autre protéine isoforme de la laminine 211 qui s'exprime en cas d'absence de celle-ci mais ne parvient pas à connecter correctement la cellule musculaire à la matrice extracellulaire. Le projet, porté par le Pr Rüegg du Biozentrum de l'Université de Bâle, en Suisse, et qui s'appuie sur des travaux du Pr Yurchenko, de l'Université Rutgers, au New Jersey, consiste à utiliser des protéines capables de se lier à la laminine 411 ("linker proteins") pour rétablir un lien avec la matrice extracellulaire.

Ces protéines sont de plus petite taille que la laminine α2, ce qui permet aux gènes qui les codent d‘être intégrés à un vecteur viral AAV dans le cadre d'une thérapie génique.

Voici ce qu'en dit le Pr Rüegg : "Cette stratégie tire profit de l'expression compensatoire de la laminine-α4, donnant naissance à la Lm-411 (a4, ß1, γ1), présente dans les biopsies de patients LAMA2 MD et chez les souris déficientes en laminine-a2. La Lm-411 ne forme qu'une membrane basale musculaire labile et ne peut donc pas compenser fonctionnellement la perte de la Lm-211. Pour surmonter ce déficit fonctionnel de Lm-411, une protéine de liaison, appelée mini-agrine (mag), assure la liaison de la Lm-411 au récepteur sarcolemmal de la Lm-211, l'α-dystroglycane. Le second lieur, appelé αLNNd, constitué de la partie N-terminale de la laminine-α1 et du site de liaison à la laminine du nidogène-1, permet la polymérisation de la Lm-411. Lorsqu'ils sont ajoutés ensemble, la Lm-411 et les linkers forment une membrane basale musculaire fonctionnelle in vitro et lorsqu'ils sont exprimés par transgénèse chez des souris dyW/dyW, ils améliorent la dystrophie musculaire, augmentent le poids corporel global et prolongent considérablement la durée de vie."

Pour aller plus loin : www.myobase.org/doc_num.php?explnum_id=24226

Pour plus d'informations en anglais :

Laminin-deficient muscular dystrophy: Molecular pathogenesis and structural repair strategies

Linker proteins restore basement membrane and correct LAMA2-related muscular dystrophy in mice

Structural Repair Strategies for LAMA2 MD using Linker Proteins

Cette approche développée par les Pr Rüegg et Yurchenko a suscité l'intérêt du laboratoire pharmaceutique suisse Santhera. Des accords ont été conclus en mai 2020, par lesquels "Santhera obtient les droits de propriété intellectuelle développés à Rutgers sur certaines constructions géniques. (...) Ces accords complètent la collaboration actuelle de Santhera avec le professeur Markus Rüegg du Biozentrum de l'Université de Bâle", collaboration débutée un an plus tôt, en 2019.

Santhera Signs Agreements in Gene Therapy Research for Congenital Muscular Dystrophy with Rutgers University

L'histoire de Prothelia mérite qu'on s'y arrête: son premier PDG n'est autre que Richard Cloud, père d'une jeune fille atteinte de DMC LAMA2, mais aussi cofondateur de l'association américaine de patients atteints de dystrophie musculaire congénitale Cure CMD. Depuis, l'entreprise Prothelia a évolué : elle collabore notamment avec Cure CMD, l'association néerlandaise contre la DMC LAMA2/MDC1A Voor Sara, l'association espagnole Impulsa T, elle aussi fondée par des parents désireux de trouver un traitement pour les personnes atteintes de DMC LAMA2/MDC1A, de même que l'association irlandaise Struggle Against Muscular Dystrophy (SAM).

Comme expliqué sur son site : "Les approches actuelles (ou classiques) de thérapie génique ne sont pas possibles en raison de la très grande taille du gène LAMA2. Les thérapies de remplacement des protéines telles que la rhLAM-111 [laminine 111 recombinante humaine] ont fait leurs preuves en termes d'efficacité et de sécurité, et l'utilisation de rhLAM-111 embryonnaire minimise encore le risque d'immunogénicité.

Les laminines sont des molécules structurelles qui maintiennent et organisent les cellules en tissus fonctionnels. Parmi les 17 isoformes connues de la laminine exprimées dans les tissus embryonnaires et adultes, la LAM-211 est l'isoforme dominante que l'on trouve dans les muscles squelettiques des nouveau-nés et des adultes. Elle est déficiente chez les personnes affectées par des mutations du gène LAMA2. Notre approche innovante utilise la rhLAM-111, une isoforme non immunogène de la laminine exprimée pendant le développement embryonnaire du muscle. Les isoformes de laminine LAM-111 et LAM-211 sont structurellement et fonctionnellement les plus similaires et se lient aux mêmes récepteurs musculaires critiques. La LAM-111 cible spécifiquement le muscle squelettique et cardiaque après une administration intraveineuse. L'efficacité et la sécurité à long terme de la LAM-111 ont été établies chez la souris dyW, le modèle animal le plus pertinent pour les personnes atteintes d'une déficience complète en LAMA2."

La voie vers les essais cliniques

"Reste" à produire de la laminine 111 recombinante humaine en quantité suffisante pour l'homme. En 2020, Prothelia assure avoir fait d'énormes progrès et être maintenant capable de fabriquer celle-ci en laboratoire beaucoup plus facilement. Tout en finalisant leur processus de fabrication, Prothelia commence en même temps à mener des études précliniques pour établir la dose la plus sûre et la plus efficace. En collaboration avec Cure CMD, Radboud UMC, Voor Sara, ImpulsaT et plusieurs autres organisations, Prothelia mène des études d'histoire naturelle pour établir les meilleurs résultats cliniques qui permettront à terme de mesurer si le traitement peut effectivement bénéficier aux patients.

Retrouvez ici la vidéo de la présentation réalisée pour la conférence de l’association néerlandaise Voor Sara (contenu complet disponible sur le site mdc1a.com)

Pour plus d’informations en anglais : https://prothelia.com/our-science/

Laminin-111 protein therapy after disease onset slows muscle disease in a mouse model of laminin-α2 related congenital muscular dystrophy

Human laminin-111 and laminin-211 protein therapy prevents muscle disease progression in an immunodeficient mouse model of LAMA2-CMD

D'AUTRES PISTES THÉRAPEUTIQUES concernent le repositionnement de molécules pour cibler la mort cellulaire (apoptose), la fibrose musculaire ou les troubles de conduction des nerfs moteurs (aspect neuropathique de la maladie) :

Elles sont notamment mentionnées dans le document de synthèse le plus récent sur les dystrophies musculaires congénitales réalisé par l'AFM-Téléthon, dont on reprend ici quelques lignes :

• Le losartan inhibe la voie de signalisation du TGFβ, mais limite aussi le développement des cellules musculaires ;

• Le TXA127 (formulation pharmaceutique du peptide angiotensin-(1-7)) aurait des propriétés antifibrotiques et myogéniques, mais doit encore être testé dans des modèles de déficits en LAMA2. Il a reçu la désignation de médicament orphelin dans les dystrophies musculaires, mais aucun essai clinique dans ces maladies n’a été lancé [il est actuellement en phase II d'essai clinique dans la covid-19] ;

• L’halofuginone a fait l’objet d’un essai dans la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Ses résultats n’ont pas encore été publiés ;

• L’omigapil a fait l’objet d’un essai clinique dans la DMC LAMA2/MDC1A, terminé en 2018. Bien qu’il ait atteint ses objectifs et que le profil pharmacocinétique soit compatible avec la poursuite de son développement, l’étape suivante n’a toujours pas été annoncée par Santhera Pharmaceuticals, le laboratoire pharmaceutique qui le développe.

• L'acétate de glatiramer améliore la motricité et la force des pattes postérieures d’une souris dy2J/dy2J (modèle qui exprime une forme modérée de la maladie)

Pour plus d'informations en anglais :

Fibrogenesis in LAMA2-Related Muscular Dystrophy Is a Central Tenet of Disease Etiology

Improved muscle strength and mobility in the dy(2J)/dy(2J) mouse with merosin deficient congenital muscular dystrophy treated with Glatiramer acetate

Improvement of motor conduction velocity in hereditary neuropathy of LAMA2-CMD dy 2J/dy 2J mouse model by glatiramer acetate

IGF-1/GH axis enhances losartan treatment in Lama2-related muscular dystrophy