La recherche avec Mucoviscidose :
ABCF : les avancées en
plus de 10 ans !
Professeur Gérard
Lenoir*
Le
patient atteint d’une maladie rare est dépendant de la recherche
clinique et de la recherche fondamentale ; la mucoviscidose n’y
échappe pas. Elle est même le moteur parmi les autres maladies
rares, particulièrement dans nôtre pays.
L’association
Mucoviscidose : ABCF a d’emblée veillé à ce que
chercheurs et cliniciens travaillent ensemble. En clinique, de nombreuses
questions se posent : chaque patient a ses spécificités
mises à jour lors des différents essais cliniques. La recherche
fondamentale essaie d’en trouver les mécanismes, les facteurs et
leurs interactions.
Ainsi
a-t-on appris depuis la découverte du gène CFTR en 1989 que nos
gènes interagissent entre eux : CFTR aussi pour lequel on
décrit une dizaine de « gênes
modificateurs ». De même l’environnement peut activer
certains gènes et influer sur les aspects infectieux, nutritionnels, de
la mucoviscidose. Ainsi s’explique que 2 enfants de la même fratrie
peuvent présenter des formes différentes de la maladie.
Il y
a 12 ans, à partir d’une observation exemplaire confirmée par quelques
autres, les cliniciens de l’hôpital Necker ont questionné
leurs collègues à propos de l’évolution très
favorable, surprenante, de la maladie d’un sujet jeune soumis par
ailleurs à une chimiothérapie anticancéreuse. Avec
l’aide des chercheurs du CNRS, spécialistes des protéines,
ils ont échafaudé une hypothèse attribuant à CFTR,
en plus de ses fonctions connues, un rôle de « détoxifiant »
des cellules épithéliales - rôle attribué aux
protéines de la famille ABC dont CFTR fait partie. De là est
né le protocole COLCHICINE :
80 patients y ont participé pendant une période de 9 mois. Les
résultats ont montré une diminution du nombre des
exacerbations de la maladie avec un recours moins fréquent aux cures d’antibiotiques
et une tendance à l’amélioration du critère
principal le volume expiratoire maximum
seconde (VEMS). Quelques malades ont été grandement
améliorés et de façon durable de même que
l’état général et le poids de ceux qui ont poursuivi
la Colchicine après l’essai.
Créée
pour mener à bien ce protocole, ABCF a parfaitement accompli sa mission.
Elle a ouvert la voie sur l’adjonction d’un anti-inflammatoire au
trépied thérapeutique classique (suppléments nutritionnels
+ kinésithérapie + antibiothérapie sous toutes ses
formes). L’excellente tolérance de la Colchicine a été
confirmée au long cours. Plusieurs dizaines de patients poursuivent le
traitement et son arrêt s’accompagne d’une recrudescence
inflammatoire.
La
méthodologie appliquée par ABCF aux 2 protocoles promus par
l’association a suivi à la lettre les bonnes pratiques.
L’AFSSAPS lors de son inspection nous a rendu un double satisfecit.
Le
deuxième protocole s’inscrivait aussi dans l’objectif
d’ABCF : trouver une thérapeutique définitive pour la
mucoviscidose. Cet essai ne concernait que les patients porteurs d’une
mutation dite « stop » qui aboutit chez ces malades
à la synthèse d’une protéine tronquée. Le Dr
I. Sermet a testé un médicament antibiotique – la GENTAMYCINE – dont les chercheurs
avaient mis à jour une nouvelle action : masquer les
« codons stop » anormaux. Elle a été
administrée pour la première fois chez des enfants. Les
résultats positifs et publiés, montrent que certains
reconstruisent une protéine complète après 4 semaines d’administration
parentérale de GENTAMYCINE.
Aujourd’hui
il n’est plus raisonnable pour une association comme la nôtre,
d’être promoteur d’un essai d’envergure dans la
mucoviscidose. Mais nous pouvons initier de nouveaux essais cliniques, les
confier à des organismes
compétents et en assurer le financement. C’est le cas de
l’essai clinique mono-centrique de phase I/II évaluant la
tolérance et l’effet-dose de la lipase recombinante produite dans
le maïs « MERISPASE® » pour le
traitement de la malabsorption des lipides chez des patients atteints de
mucoviscidose et du protocole européen « Diabète et Mucoviscidose » pour lesquels ABCF a
assuré une partie du financement.
Pendant
ces 10 dernières années, les revues scientifiques ont
publié des essais thérapeutiques avec une méthodologie de
plus en plus complexe et difficile à mettre en place. Tous visent des
objectifs principaux restreints, limités par exemple à
l’amélioration de la qualité de vie des patients.
Mais
Mucoviscidose : ABCF a continué dans la recherche sur CFTR et les
autres ABC protéines. Elle a anticipé le mouvement qui
s’est affirmé ces 10 dernières années et qui
privilégie la pharmacologie du gène plutôt que la
thérapie génique.
Le
code de la génétique reste encore mystérieux : on
connaît à peine l’alphabet, peu les mots encore moins les
phrases. La thérapie génique, 20 années après la
découverte du gène, n’apparaît toujours pas
être la solution dont nous tous rêvons. L’accroissement
des connaissances a compliqué le problème de la thérapie génique,
même pour la mucoviscidose que l’on croyait être
l’exemple de la maladie mono-génique facilement atteignable. Si le
gène explique bien la maladie, il n’en est pas le
traitement !
A
l’inverse, on constate l’essor de la pharmacologie des
protéines : divers prix Nobel ont en effet couronné des
travaux qui ont
précisé les trajets ou les interactions dans la cellule entre les
protéines. De ces descriptions de plus en plus précises sont
nés à la fois un certain nombre de notions
générales (ex : l’existence d’un
véritable contrôle de qualité des protéines dans les
cellules) et de nombreuses petites molécules pouvant devenir des
médicaments en intervenant à différents niveaux sur la
machinerie intracellulaire des protéines.
ABCF
a soutenu et soutient l’équipe de F. Becq. Des molécules
candidates à corriger ou renforcer le CFTR muté ont
été décrites dans son laboratoire. Une d’entre
elles, déjà connue et commercialisée, le MIGLUSTAT® fait
l’objet d’essais phase II en Europe. Le développement de
cette nouvelle indication pour traiter une maladie métabolique devrait
en théorie aboutir plus rapidement que les molécules nouvelles
issues d’un tri sur des tests in vitro spécifiques d’une
fonction de CFTR (recherche américaine « Vertex »)
On
peut remarquer que la recherche soutenue par ABCF a souvent pour origine des
hypothèses basées sur des constatations cliniques : le protocole COLCHICINE en est le premier exemple ;
de même pour les études menées sur le polynucléaire
depuis 15 ans : car la présence d’un profil intermédiaire
chez les hétérozygotes confirmés, nous fait persister dans
l’idée d’être avec cette cellule, proche du
mécanisme de la mucoviscidose.
*Hôpital Necker-Enfants Malades, 149 rue de Sèvres. 75743 Paris,
Cedex 15
Nouvelles thérapies dans la
mucoviscidose en 2009
Novel
Therapies for Cystic Fibrosis in 2009
I Sermet-Gaudelus*, M Le Bourgeois, A Edelman, G Lenoir
Mots
clés : mucoviscidose, CFTR, PTC124, Vertex, Denufosol
Key words : Cystic Fibrosis, CFTR, PTC124,
Vertex, Denufosol
La mucoviscidose
est la plus fréquente des pathologies autosomiques récessives
létales dans la population caucasienne. Elle est due à
l’absence, ou au fonctionnement défectueux d’une
protéine située à la membrane apicale des
épithéliums, la protéine Cystic Fibrosis Transmembrane
Conductance Regulator (CFTR). Cette protéine est la principale voie de
sécrétion du chlorure. Elle module également
d’autres voies de transport ionique, notamment elle inhibe celle de la
réabsorption du sodium via le canal ENac. Son absence, ou
dysfonction, est associée à une déshydratation des
sécrétions muqueuses, une inflammation excessive et une
colonisation bactérienne chronique (particulièrement par Pseudomonas
aeruginosa) des sécrétions bronchiques. La survie des
patients s’est considérablement améliorée ces 20
dernières années, passant d’une médiane autour de 20
ans dans les années 80 à plus de 40 ans actuellement. Ceci est du
à une meilleure compréhension de la physiopathologie de la
maladie et à des avancées thérapeutiques majeures. Ces
dernières années, les progrès ont été
centrés sur les agents muco-modulateurs, la recherche de voies
alternatives de la sécrétion ionique, la thérapie
protéique, et la mise au point de nouvelles stratégies
anti-infectieuses. De nouvelles molécules sont en cours de
développement et pourraient améliorer considérablement la
survie illustrant à quel point la mucoviscidose est l’exemple type
de maladie où les avancées en recherche fondamentale conduisent
à des applications thérapeutiques directes pour le patient.
Agents
muco-modulateurs
La mise sur le marché de la dornase alfa, Pulmozyme®,
une DNase recombinante humaine, a été un progrès majeur
dans la prise en charge des patients. Elle permet d’hydrolyser
l’ADN issu des bactéries et des polynucléaires
présents en quantité massive dans les sécrétions
et, ainsi, de diminuer la viscosité du mucus et de faciliter la
kinésithérapie respiratoire, thérapie fondamentale pour la
prise en charge de la maladie pulmonaire.
Les agents hyper-osmolaires permettent d’augmenter
l’hydratation du mucus et ainsi de potentialiser
l’amélioration de la clairance mucociliaire. Le sérum
salé hypertonique a pu montrer une certaine efficacité mais son
inhalation est mal tolérée souvent associée à des
bronchospasmes.
Un autre agent osmotique, le Mannitol, Bonchitol®,
développé par Pharmaxis, pourrait permettre de réaliser un
progrès thérapeutique majeur car sa formulation, sous forme de
microsphères creuses, peut pénétrer plus facilement dans
les petites voies aériennes que les drogues nébulisées
(1). Ceci est une donnée importante car c’est au niveau de cette
localisation, très riche en CFTR, que se constitue le
« primum movens » de la maladie. Les études de
phase II ont montré une amélioration significative de 7.5% de la
fonction respiratoire en 3 mois de traitement. Des études de phase III
versus placebo sont en cours
Voies
alternatives de sécrétion ionique
Les
recherches sont centrées sur la mise au point de molécules
modulant l’activité d’autres transporteurs ioniques de la membrane
apicale.
Certaines
molécules majorent le transport de Chlorure (Cl-).
Le
Denufosol (Pharmaxis) active les voies de sécrétion de Cl-
purine dépendante, en stimulant le récepteur purinergique P2Y2
(2). Les premières études de phase III (TIGER-1) montrent
une amélioration significative de la fonction respiratoire après
24 semaines de traitement par rapport au groupe placebo et la poursuite de
cette efficacité sur 48 semaines de traitement après la
levée de l’aveugle lorsque tous les patients ont bénéficié
du traitement.
Moli1901,
Duramycin® (Lantibio), est un peptide polycyclique qui active les voies de
sécrétion de Cl- calcium dépendante (3). Les
études de phase II ont fait la preuve de leur efficacité sur la
fonction respiratoire dès 4 semaines de traitement.
Une autre
voie de recherche vise à diminuer l’absorption excessive de sodium
(Na+) des épithélias des voies
respiratoires malades. Un modèle animal récemment
développé, a en effet mis en lumière le rôle
délétère majeur de l’excès de réabsorption
de Na+ via le canal ENac, dans la genèse de la maladie
(4). Ces animaux transgéniques développent en effet une maladie
pulmonaire en tout point identique à celle des patients, alors que les
souris n’exprimant pas CFTR n’ont pas de maladie pulmonaire. Ceci a
démontré la potentialité des molécules inhibant
cette voie de réabsorption. L’amiloride en est le prototype mais
n’a qu’une efficacité transitoire. P-680,
développé par Parion Sciences-Gilead, semble être plus
prometteur et est actuellement en phase I (5).
Thérapie
protéique
Selon les
mutations, l’anomalie génétique se traduit par
l’absence de protéine produite (mutations stop ou non sens), la
dégradation de la protéine produite (mutation F508del), ou un
dysfonctionnement de la protéine produite. Ceci a conduit au
développement des 3 stratégies thérapeutiques suivantes.
1. Codons
stop prématurés et induction d’une translecture des
mutations
Des
études in vitro ont
démontré que les aminosides, et notamment la gentamycine,
permettent de masquer les codons stop et donc favorisent la trans-lecture des
mutations liées à des codons stop et la synthèse
d’une protéine fonctionnelle. Un essai clinique à
l’aide de gentamycine intraveineuse a fait la preuve que la trans-lecture
de certaines mutations stops de CFTR
permettait en effet la restauration d’une sécrétion de Cl-
et un bénéfice clinique respiratoire en dehors de tout effet
antibiotique (6). Compte tenu de la néphrotoxicité et
ototoxicité des aminosides, ce traitement n’est pas envisageable
au long cours. PTC124 est une molécule orale, bien tolérée
à court terme, permettant cet effet moléculaire. Des essais de
phase II ont démontré la normalisation de la
sécrétion de Cl- chez un nombre significatif de
malades, tant adultes que pédiatriques, au bout de 15 jours de
traitement (7). Cet effet moléculaire semble avoir un effet
bénéfique respiratoire sur la toux et la fonction respiratoire
chez des adultes au bout de 3 mois de traitement.
2.
Dégradation excessive de la protéine CFTR et inhibition de la
voie du protéasome
De
nombreuses mutations conduisent à un défaut de repliement de la
protéine CFTR et ciblent la protéine CFTR pour dégradation
par la voie du protéasome. Cependant, des études fondamentales
ont montré que si une petite fraction de cette protéine anormale,
à peine 10%, arrive à sa localisation finale à la membrane
apicale épithéliale, elle est fonctionnelle et que ceci suffit
pour normaliser le transport de fluides trans-épithélial.
L’inhibiteur de l’α-1,2 glucosidase, Miglustat, Zavesca®
(Acta-Lyon), inhibe une des principales voies de dégradation du
protéasome, et a déjà eu une AMM dans ce cadre, pour la
maladie de Gaucher. Des études in vitro ont montré que
cette molécule permet l’adressage à la membrane de CFTR et
restaure un transport de Cl- (8). Une étude de phase II est
en cours en Belgique.
3. Fonction
défectueuse d’une protéine localisée à la
membrane et potentiation de sa perméabilité
Certaines
mutations sont associées à un défaut de fonction de la
protéine. Un énorme projet a été lancé aux
USA pour examiner de manière systématique des molécules,
dites correctrices, pouvant
potentialiser l’activité de telles protéines. Une
molécule issue de cette stratégie, Vertex-770, augmente la
fréquence d’ouverture du canal CFTR, et à ce titre, corrige
la fonction des protéines à perméabilité
défectueuse (9). C’est le cas pour la mutation G551D, la mutation
majoritaire dans la population celte. Un essai de phase II, versus placebo,
chez des patients porteurs de cette mutation, a montré la restauration
de sécrétion du Cl- tant au niveau de
l’épithélium nasal que sudoral et surtout un
bénéfice significatif à 1 mois sur le VEMS. Un essai de
phase III est projeté.
Thérapeutiques
anti-infectieuses
La mise au
point de thérapeutiques efficaces sur P. aeruginosa est
fondamentale pour prévenir l’infection chronique, cause importante
d’aggravation des lésions pulmonaires. Des thérapeutiques
inhalées sont en cours d’études de phase 3 en vue
d’une mise sur le marché prochaine ; que ce soit l’Aztreonam,
développé par Gilead (10), ou les formulations sous forme de
poudre sèche de Tobramycine (Novartis) ou de Colimycine (Forest).
Perspectives
Il est
probable que ces nouvelles molécules vont avoir un impact important sur
la prise en charge des patients. A court terme, l’utilisation du
Bronchitol, possiblement en association avec Pulmozyme, pourrait permettre
d’améliorer le drainage bronchique et de ralentir
l’évolution de la maladie respiratoire.
Les modulateurs
des voies de sécrétions ioniques sont d’authentiques
thérapeutiques « modificatrices » qui pourraient
permettre de court-circuiter les anomalies physiopathologiques. Ils pourraient
être employés en association.
Les
thérapies protéiques agissent sur l’origine
moléculaire de la maladie. Cette voie thérapeutique ouvre pour la
première fois des perspectives passionnantes et très
encourageantes à l’heure où les politiques nationales de dépistage
néonatal mises en place par de nombreux pays permettent une prise en
charge très précoce de la maladie. Il faut néanmoins rester très
prudent sur leur utilisation au long cours car ces
drogues perturbent la machinerie cellulaire et pourraient avoir des
conséquences encore non envisagées.
D’autres
cibles thérapeutiques encore en développement au laboratoire sont
très prometteuses. Les Toll-like receteurs (TLR), première ligne
de défense de l’immunité innée, semblent un des
acteurs majeurs de la réponse inflammatoire excessive dans la
mucoviscidose (11). Les inhibiteurs des TLRs, naturels ou synthétiques,
offrent à ce titre une cible intéressante. Les thérapies
cellulaires, notamment par cellules souches, offrent également une
perspective thérapeutique novatrice, visant au remodelage pulmonaire et
à la modulation de la réponse anti-inflammatoire et
anti-infectieuse (12).
Le champ
des nouvelles thérapeutiques dans la mucoviscidose est très vaste
et au début de son développement. Il est probable que tous les
patients ne pourront pas bénéficier au même titre de toutes
ces avancées compte tenu de leurs caractéristiques
génétiques, épigénétiques et
environnementales propres. L’avenir, plus lointain, est à la mise
au point, d’une carte d’identité génétique ou
protéique pour chaque patient destinée à cibler les
traitements les plus efficaces (13).
*U INSERM 845, CRCM Hôpital
Necker-Enfants Malades, 149 rue de Sèvres. 75743 Paris, Cedex
15 ; 01 44 49 48 87 ; Fax : 01 44 38 17 50 ; isabelle.sermet@nck.aphp.fr
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807
La mucoviscidose et l ’Institut
de Physiologie et Biologie Cellulaires de Poitiers
Pr
Frédéric BECQ*
Depuis les années 2000,
certains laboratoires académiques se sont engagés dans un secteur
traditionnellement réservé à l’industrie
pharmaceutique, lié à la mise en place de tests robotisés
cellulaires de biomolécules sur des modèles physiopathologiques. L’Institut de Physiologie et Biologie
Cellulaires à Poitiers est entré dans cette voie
stratégique en développant depuis 2002 des outils de criblage sur
la protéine CFTR. En collectant des outils, des molécules, des
modèles cellulaires et/ou animaux nous nous sommes engagés dans
la recherche de molécules ciblant directement la protéine
responsable de la maladie. Plusieurs axes sont suivis comme la recherche de
molécules actives sur l’adressage de la protéine F508del,
la recherche de modulateurs de la fonction de transport de CFTR ou de
modulateurs des transports ioniques épithéliaux. De plus, en nous
situant à l’interface entre biologie et chimie de synthèse
organique nous espérons créer des synergies entre ces deux
secteurs pour avoir accès conjointement à de nouvelles voies de
signalisation, à de nouveaux mécanismes d’action et
à des collections de molécules via des bibliothèques de
molécules (encore appelées chimiothèques) d’origine
commerciale ou constituées par des laboratoires académiques de
chimie organique. Plus spécifiquement dans notre recherche contre la
mucoviscidose, les molécules sont testées à l’aide
de protocoles mis au point au laboratoire et permettant l’identification
de correcteurs et d’activateurs des différentes classes de
protéines CFTR mutées. Les premières molécules
issues de cette recherche émergent progressivement de notre pipeline,
dont l’une, le Miglustat fait
l’objet d’une évaluation clinique en cours chez des patients
atteints de mucoviscidose dans sa forme F508del. Notre plateau technique
s’ouvrira progressivement vers d’autres partenaires
académiques et industriels. Grâce aux dons des associations, dont
ABCF2, la recherche progresse à grands pas et de nouvelles marches sont
franchies chaque année pour, nous l’espérons, aboutir in fine à une ou plusieurs
solutions pharmacologiques thérapeutiques. Ainsi, vingt ans après
la découverte du gène de la mucoviscidose, le chemin parcouru
dans la compréhension de cette maladie est déjà très
important, la solution n’est pas encore là, mais nous nous en
approchons grâce à l’effort de tous.
*Institut
de Physiologie et Biologie Cellulaires UMR-6187 CNRS, Université de
POITIERS,40 avenue du Recteur Pineau
86022 -
POITIERS Cedex