CROI 2011: La technique "nucléase à doigts de zinc"

 

Selon ce qui a été rapporté par les chercheurs lors de la 18ème Conférence sur les rétrovirus et infections opportunistes (CROI) qui se tient à Boston, la thérapie génique qui interfère avec la co-récepteurs à la surface des lymphocytes T peut les protéger ces derniers contre l'infection à VIH, ce qui représente une potentielle première étape vers une "cure fonctionnelle".

Le VIH utilise deux différents co-récepteurs sur la surface des cellules CD4 pour y entrer: les CCR5 et CXCR4. Si les co-récepteurs sont bloqués ou brisés, le virus est incapable de pénétrer dans la cellule. Lundi, deux présentations qui utilisent la thérapie genique ont été rapportées, pour créer des cellules où ces récepteurs sont absents et sont donc en mesure de protéger contre l'infection.
Jay Lalezari de la Quest Clinical Research de San Francisco et ses collègues ont utilisé une technique appelée "nucléase à doigts de zinc" dans les laboratoires de Sangamo Biosciens, pour désactiver le gène responsable de la production de co-récepteur CCR5 sur la surface des cellules T
Ce travail vient de la connaissance acquise à travers l'étude de ce qu'on appelle les "contrôleurs élite", une petite proportion de personnes infectées par le VIH, qui ont une mutation génétique naturelle connue sous le nom CCR5 delta 32. Ces personnes n'ont pas l'expression de CCR5 sur les cellules T et sont donc en mesure de maintenir une charge virale indétectable ou très faible, sans avoir besoin d'une thérapie antirétrovirale.

Similairement, un homme connu comme le «patient allemand» a reçu une greffe de moelle osseuse pour le traitement contre la leucémie venant d'un donneur avec cette mutation delta 32. Son système immunitaire a été détruit par la chimiothérapie pour le débarrasser de la leucémie, et a ensuite été reconstituée avec des cellules qui n'avait pas l'expression CCR5. L'homme a arrêté le traitement antirétroviral, et trois ans plus tard, les chercheurs n'ont pas été en mesure de trouver une quelconque trace de VIH.

Vu que les greffes de moelle osseuse ne sont pas compatibles avec les traitements à grande échelle, les chercheurs ont exploré d'autres voies pour atteindre ces résultats.

L'étude de phase1 du Dr Lalezari, a inclu six personnes vivant avec le VIH sous traitement antirétroviral. Les hommes, d'un âge moyen d'environ cinquante ans , étaient déjà infectés depuis vingt ou trente ans. Ils avaient une charge virale indétectable (inférieure à 50 copies / ml), mais une bonne reconstitution immunitaire, avec un nombre de cellules CD4 entre 200 et 500.

Les participants ont été soumis à une procédure appelée "aphérèse", où le sang est prélevé sur le corps, les cellules T filtrées, puis le sang est réinjecté au patient.

La récolte des cellules T est envoyé au laboratoire où elles sont activés et traités avec la nucléase à doigts de zinc, par le biais d'un vecteur véhiculé par un adénovirus. La nucléase provoque une double rupture dans l'hélice de l'ADN dans le gène CCR5, a expliqué le Dr Lalezari, et le processus de réparation détruit de façon permanente le gène.

Les cellules traitées ont été développés en dehors du corps et environ 25% d'entre elles ont été modifiées avec succès. Les cellules avec l'absence du gène CCR5, dénominées SB-728-T - ont été congelées, retournées pour l'étude clinique et réinjectées chez les patients originels. Deux cohortes ont reçu une dose de dix ou vingt milliards de cellules et une troisième cohorte en cours d'étude recevra une dose de 30 milliards de cellules.

Le processus d'aphérèse et de réinjection a été généralement sûr et bien toléré. Certains participants ont présenté des symptômes de type grippaux, mais ils ont été temporaires. Aucun effet indésirable sérieux ou des valeurs de laboratoire anormales ont été observées. "Il n'y a aucune raison de préoccupation", a déclaré le Dr Lalezeri dans une conférence de presse.
Chez les six participants, les cellules CD4 modifiées, se sont incorporées, ou ont élu domicile dans le corps, proliférant d'une manière similaire à la normale des cellules T . Cinq des six participants, ont eu une augmentation significative du nombre de cellules CD4, d'une moyenne de 200 cellules / ml, même si le gain des cellules a considérablement changé au fil du temps chez les patients.
Cinq participants ont également connu une normalisation du pourcentage dans les cellules CD4 et CD8, qui est typiquement inverse chez les personnes vivant avec le VIH.

Après 90 jours, jusqu'à 7% des cellules du sang périphérique montraient des cellules CD4 sans co-récepteur CCR5. Les biopsies du tissu rectal, ont révélé que les CD4 modifiés étaient distribués aussi dans le tissu intestinal comme des cellules T normales.

Selon le Dr Lalezari, l'expansion de cellules CD4 observée, a été trois fois plus élevée que prévue en se basant sur le nombre nombre de cellules réinjectées chez les patients qui a reconnu, toutefois, que le processus d'altération employé, active les cellules, facteur qui pourrait contribuer à leur prolifération.

Le seul participant qui n'a pas bien répondu au traitement présentait des niveaux élevés d'anticorps contre le vecteur adénoviral, ce qui pourrait avoir contribué la procédure d'élimination des co-récepteur CCR5 a être moins efficace.

Ces résultats représentent une "preuve de concept" pour la validité des découvertes faites chez le « patient allemand », a déclaré le Dr Lalezari, mais s'est également montré prudente pour ne pas présenter ces résultats comme une guérison possible.

L'étape suivante consistera à tester la procédure de retrait des co-récepteurs CCR5 chez les sujets VIH-positifs avec réplication active du virus et voir si le processus de re-perfusion des cellules CD4 modifiées réduit la charge virale et confère un certain bénéfice clinique. Les chercheurs vont maintenant faire des expériences sur des patients naïfs de traitement antirétroviral, ainsi que sur des patients lourdement prétraités comme la thérapie "compassionnelle", ceux qui ne répondent plus aux traitements actuellement disponibles.

Le Dr Lalezari a déclaré que l'espoir est de fournir une réserve de cellules résistantes à l'infection par le VIH. Si la technique de thérapie génique réussit, cela signifierait un avantage en termes de survie, du fait que les cellules protégées continueraint à proliférer, tandis que les cellules susceptibles au virus seraient infectés, conduisant à leur destruction successive et prématurée.

LE CO-RÉCEPTEUR CXCR4
Étant donné que le VIH peut utiliser les deux co-récepteurs CCR5 et CXCR4 pour entrer dans les cellules, la destruction des deux co-récepteurs serait optimale pour protéger complétement de l'infection.
Le Dr Craig Wilen de l'Université de Pennsylvanie et ses collègues ont présenté les premières données sur la thérapie génique qui interfère avec l'expression CXCR4 présent sur les cellules CD4.

Ce groupe de recherche a également utilisé la technique de la "nucléase à doigts de zinc", développé par la Sangamo. Dans ce cas aussi, la nucléase a eu comme résultat une double rupture dans le gène CXCR4. La mutation introduite pendant le processus de réparation a rendu inutilisable l'expression du co-récepteur. Les cellules porteuses de la mutation la plus courante, delta CXCR4 18, ont montré peu ou aucune expression du co-récepteur sur leur surface.

Les données précliniques ont été très prometteuses, a déclaré le Dr Wilen. Les cultures cellulaires en laboratoire ont montré que la procédure à doigts de zinc, n'a pas compomis négativement la prolifération des cellules T. L'altération génique a conféré donc une "protection robuste". Lorsqu'elles sont exposées au VIH, les cellules modifiées avec l'expression CXCR4 désactivée, ont montré une survie significative.

Chez les souris avec système immunitaire humanisé, les cellules CD4 modifiées, ont été protégées contre l'infection par des souches de VIH qui utilisaient le co-récepteur CXCR4. Un facteur de protection a été évident après 14 jours de la reperfusion, même si l'effet a été en diminuant au fil du temps.

Bloquer le co-récepteur CXCR4 a été plus difficile que de bloquer le co-récepteur CCR5. Les personnes avec une mutation du co-récepteur CCR5 delta 32 sont généralement en bonne santé avec moins de variations inférieures du système immunitaire, ce qui leur confère une plus grande résistance ou sexibilité aux infections spécifiques. Les conséquences potentielles de la désactivation du co-récepteur CXCR4, ne sont pas encore tout à fait claires. Le Dr Wilen a noté que la technique en examen, prend pour cible spécifiquement les CD4 matures, et donc vraisemblablement aurait un effet mineur sur les co-récepteurs CXCR4 dans tous les types de cellules.

Les données de la recherche du Dr Wilen, suggèrent qu'il serait nécessaire de cibler les deux co-récepteurs des cellules T, et ses études ont montré que ceci pourrait être réalisé dans la même cellule.

La modification des cellules CD4 matures, a démontré de pouvoir conférer une protection contre l'infection à VIH, du moins à court terme. Mais en utilisant une telle thérapie génique sur les cellules souches hématopoïétiques qui donnent l'origine à toutes les cellules sanguines, y compris les cellules CD4, pourrait conférer une protection à long terme, peut-être même à vie.

Bien que l'aphérèse et la thérapie génique sont très coûteuses au départ, les chercheurs sont en train d'expérimenter comment la même procédure pourrait être simplifiée. Si l'altération des cellules aurait besoin d'être répétée peu souvent - ou mieux une seule fois - elle pourrait avoir un rapport coût-efficacité comparable à la thérapie antirétrovirale, qui doit être assumée à vie.