Les approches thérapeutiques dans le syndrome de Rett

Pour les malades et leurs familles, l’aboutissement concret de toutes les recherches sur le syndrome de Rett (RTT) sera incontestablement la mise au point d’un « traitement » efficace. Actuellement, seules les prises en charge paramédicales et éducatives démontrent une efficacité certaine pour améliorer la qualité de vie des patientes.Ces approches qui ne seront pas traitées ici, car elles le sont dans d’autres sections de cet ouvrage, restent cependant insuffisantes et ne sont que palliatives. Les perspectives ouvertes par les recherches actuelles (cf. paragraphe Les avancées récentes) sont prometteuses. Plusieurs essais cliniques sont en cours ou vont bientôt débuter et des pistes sérieuses pourraient conduire à de nouveaux traitements à moyen terme. Ce chapitre se propose de faire le point de la question. L’objectif ici n’est pas d’être exhaustif, mais plutôt de présenter les grands axes envisagés pour mieux soigner (sinon guérir) les malades atteints du RTT en utilisant les résultats de la recherche fondamentale ou clinique.

Traiter : c’est l’objectif de nombreuses recherches que l’on qualifie de « translationnelles ». Mais le mot « traiter » n’est pas aussi simple qu’il y paraît : que traiter ? Qui traiter ? Quand traiter ?
Les réponses seront variables en fonction des traitements envisagés.
Le critère de « l’âge » est un excellent exemple : existe-t-il un âge au-delà duquel les traitements ne seront plus efficaces ? Faudra-t-il traiter tôt ? Faudra-t-il traiter avant l’apparition des premiers signes cliniques ? Beaucoup de questions et autant de réponses qu’il faut prendre en compte avant de proposer un « traitement » et qui impliquent qu’aucun traitement n’aura de vocation universelle.
Pour chacun des axes de recherche présentés ci-dessous, une conclusion pour/contre sera donc ajoutée avec les avantages et les inconvénients majeurs de chacune des approches.

Utiliser des médicaments connus (pharmacologie classique).

Il s’agit intuitivement de l’approche la plus aisée. La pharmacopée moderne propose des milliers de principes actifs qui ont, pour beaucoup, déjà été testés dans des essais cliniques de phase I (évaluation d’une toxicité potentielle chez des volontaires sains). Utiliser des médicaments disposant déjà d’une autorisation de mise sur le marché (AMM) est donc l’approche la plus rapide pour aboutir à un traitement immédiatement utilisable. Il n’existe cependant aucun médicament dont l’indication actuelle serait de « traiter le syndrome de Rett ». Il faudra donc mettre en place un essai clinique de phase II (test d’efficacité sur un petit nombre de malades) pour espérer modifier une indication existante et l’adapter au RTT.
Ces approches pharmacologiques visant à « recycler » des principes actifs connus pour le RTT ne permettront pas de soigner la maladie dans son ensemble. Au mieux, elles permettront d’améliorer la qualité de vie des malades en atténuant (ou en supprimant) certains signes cliniques : épilepsie, anoma- lies respiratoires, troubles gastriques, anomalies circulatoires, etc.
Plusieurs essais cliniques sont basés sur les résultats de traitements réalisés chez la souris (modèle du RTT) avec des molécules disposant d’une AMM. La souris est très fréquemment utilisée comme modèle « préclinique » (c’est-à- dire que l’on étudie avant de faire un essai clinique). Parmi les essais en cours au moment où ces lignes sont écrites, on pourra citer l’utilisation de la désipra- mine pour traiter les troubles respiratoires (Roux et al. 2007) (essai multicen- trique français coordonné par le Pr Josette Mancini à Marseille), ou l’essai uti- lisant l’Insulin Growth Factor 1 (IGF-1) (Tropea et al. 2009) (coordonné par le Dr Walter Kaufman à Boston) dont le critère primaire d’évaluation d’efficacité est également la fonction respiratoire. Ces deux essais incluent également une mesure de l’efficacité « globale » sur la qualité de vie des malades. Ils sont tous les deux conduits avec des molécules connues et utilisées chez l’enfant pour d’autres indications : désipramine dans le médicament Pertofran® (indication : dépression, énurésie, hyperactivité) et IGF-1 dans le médicament Increlex® (indication : retard de croissance).
Plusieurs essais cliniques sont en cours de préparation avec des molécules ayant une AMM pour d’autres indications et des dizaines de ces molécules sont testées chez différents modèles animaux RTT à la recherche d’une effica- cité potentielle. Plusieurs molécules « modifiées » sont également en cours de test (par exemple pour IGF-1) mais pour ces dernières, des études de toxicité devront être réalisées avant d’imaginer proposer un essai clinique de phase II.

Pour : il s’agit d’une approche rapide (les molécules sont déjà connues), transférable à court terme vers les patients, avec des risques potentiels maîtrisés.

Contre : approche peu innovante (les molécules sont déjà connues), généralement ciblée sur un seul signe clinique. Pas d’effet global prévisible sur le syndrome (défini comme un ensemble de signes cliniques).

Corriger les mutations

Utilisation d’aminoglycosides (mutations non-sens uniquement)

Ce deuxième axe d’intervention est très proche de la pharmacologie classique puisqu’il va s’agir d’administrer aux malades un antibiotique (de la famille des aminoglycosides) similaire à la gentamicine. Plusieurs molécules de cette famille portent des noms commençant par les lettres PTC ou NB (PTC124 ou NB54 par exemple).

Cette famille de molécules a la capacité de modifier la fabrication des protéines qui sont interrompues précocement à cause d’une mutation dite « non-sens », c’est-à-dire une mutation qui interrompt la fabrication de la protéine MECP2 normale. Environ 35 % des patientes atteintes par le RTT ont une mutation non-sens et seraient donc potentiellement éligibles à ce type de traitement. On ne peut pas utiliser la gentamicine directement, car celle-ci est toxique pour le foie à haute dose et donc des dérivés potentiellement moins toxiques ont été développés (séries PTC et NB). La molécule PTC124 a été testée en phase I et semble bien tolérée par des volontaires sains (sous le nom d’Ataluren, voir Peltz et al. 2013). Elle est actuellement utilisée en phase II dans plusieurs maladies génétiques (myopathie de Duchenne, mucoviscidose) et pourrait être testée dans le RTT très prochainement.

Pour : cette approche permet aux cellules malades de produire de la protéine MECP2 en passant outre la présence de la mutation non-sens, d’où un espoir thérapeutique plus important sur la globalité des signes cliniques.

Contre : seules 35 % des malades sont éligibles (celles qui sont porteuses d’une mutation non-sens); cette méthode introduit une mutation faux-sens de façon aléatoire (on place un acide aminé quelconque à la place de l’ancienne mutation non-sens) d’où un risque de conserver une protéine non fonctionnelle (sans aucun bénéfice thérapeutique).

Utilisation de TALENs (toutes les mutations)

Contrairement aux dérivés de la gentamicine, les TALENs pourraient théori- quement permettre de corriger tout type de mutation. Il s’agit de protéines « artificielles » créées par génie génétique et combinant deux activités très utiles :

  • la possibilité de reconnaître une séquence d’ADN spécifique,

  • la possibilité de couper l’ADN au niveau de cette séquence (voir Mussolino et Cathomen 2012). Il est possible de stimuler en parallèle une réaction d’insertion d’un fragment d’ADN étranger si on l’introduit dans la même cellule avec les TALENs. L’idée avec cette approche est donc de couper l’ADN avec la première enzyme et de fournir simultanément une sé- quence normale qui prend la place de la séquence mutée, éliminée après coupure. À l’heure actuelle, cette approche reste encore dans le domaine de la science-fiction pour les applications cliniques, mais des preuves de concept commencent à être disponibles. On n’imagine pas voir cette approche utilisée chez l’Homme dans un avenir proche.

Pour : tout type de mutation pourrait être corrigé, quelle que soit sa nature.

Contre : la méthode ne fonctionne pas encore et elle ne permettra pas de corriger toutes les cellules mutées (environ 40 % d’efficacité théorique estimée pour l’instant, ce qui signifie beaucoup moins pour les cellules du cerveau qu’il faudra simultané- ment réussir à atteindre). On ignore le nombre d’erreurs (mutations non souhaitées) introduites par la méthode si elle est mal contrôlée.

Utiliser la copie normale du gène MECP2

Les malades atteintes du RTT sont des filles. Les filles ont deux chromosomes X. Le gène MECP2 est porté par le chromosome X. Donc, les filles disposent de deux copies du gène MECP2 dans chacune de leurs cellules. Elles n’en utilisent cependant qu’une seule copie à cause d’un mécanisme « d’inactivation » qui empêche l’expression de tous les gènes d’un chromosome X sur les deux dispo- nibles. Les filles sont donc des « mosaïques » qui ont environ 50 % des cellules qui expriment un chromosome X et 50 % des cellules qui expriment l’autre chromosome X. Cela signifie donc que dans les cellules « malades » (i.e. qui expriment la copie porteuse de la mutation du gène MECP2), il existe une copie « normale », mais inactivée, sur l’autre chromosome X (celui qui est silencieux). Une approche thérapeutique séduisante serait donc de réussir à activer la copie silencieuse normale de MECP2 dans les cellules malades. Plusieurs groupes de chercheurs travaillent actuellement sur cette piste et dans le domaine de la « réactivation » des gènes silencieux sur le chromosome X des cellules fémi- nines. Pour réussir, il faudra découvrir un moyen d’activer spécifiquement le gène MECP2 (et pas les centaines de gènes portés également par le chromosome X inactif) et il faudra aussi espérer que la présence d’une protéine anormale (mutée) dans les cellules n’empêchera pas le fonctionnement de la protéine nor- male (en effet, on n’inactive pas la copie mutée qui reste présente et exprimée).

Pour : on donnerait ici à la cellule une copie normale issue directement de l’un de ses chromosomes X sans avoir à couper/coller quoi que ce soit et sans avoir à introduire d’ADN étranger dans les neurones malades.

Contre : le chromosome X porte plusieurs centaines de gènes et une réactivation non contrôlée pourrait provoquer d’autres pathologies; par ailleurs, dans les cellules «normales», la copie mutante du gène MECP2 sera activée et il faut donc espérer que la présence d’une protéine malade n’empêchera pas la protéine normale d’agir (ce que l’on ignore pour l’instant).

Remplacer le gène anormal

Il s’agit ici de thérapie génique. L’idée de base, relativement simple à énon- cer, est de restaurer la fonction du gène muté dans les cellules malades. On ne cherche pas à copier/coller (comme pour les TALENs, voir ci-dessus) mais plutôt à apporter une dose du produit du gène défectueux pour permettre à la cellule de bénéficier de la protéine MECP2 normale.
On sait aujourd’hui que l’intégration d’ADN dans les cellules peut favoriser la survenue de cancers. On cherche donc à utiliser des vecteurs qui vont trans- porter l’ADN jusqu’aux cellules à atteindre, puis traverser la membrane de ces cellules et délivrer leur « colis » à l’intérieur pour produire la protéine d’inté- rêt. Pour cette tâche, les vecteurs les plus doués sont les virus. En effet, les virus sont tout à fait capables d’infecter les cellules, c’est même leur raison d’être ! S’il existe de nombreux types de virus, on utilise beaucoup une famille particulière pour la thérapie génique : les virus adénoassociés (AAV) (voir Gray 2012 pour revue). On peut retirer à ces AAV leur ADN viral et mettre à la place l’ADN qui nous intéresse (en l’occurrence le gène MECP2). Puis on injecte ces virus dans la circulation générale ou directement dans l’organe à traiter afin que les cellules soient infectées.
Dans le cadre du RTT, il faut infecter des cellules qui ne se divisent pas (les neurones, et éventuellement la glie). Les AAV sont particulièrement indiqués pour cette application. Le problème est d’infecter suffisamment de cellules pour espérer avoir un effet thérapeutique réel : nous sommes toujours confrontés au même problème d’accessibilité des cellules du système nerveux central à tra- vers la barrière hématoencéphalique (une barrière relativement imperméable qui isole les cellules nerveuses de la circulation sanguine).
Plusieurs équipes sont en train de tester différents types d’AAV et différentes voies d’administration chez les souris modèles du RTT. Les premiers résultats sont encourageants puisqu’il semble que l’on puisse avoir un effet thérapeutique si le traitement est effectué suffisamment tôt. De nombreux problèmes
restent cependant à résoudre : il faut délivrer une dose physiologique aux neurones traités (ni trop ni trop peu de protéine MECP2), il faut atteindre un nombre suffisant de cellules dans tout le système nerveux central, il faut évi- ter les réactions immunitaires dirigées contre le virus, etc. Par ailleurs, il ne faut pas oublier qu’il existe une différence d’échelle massive entre une souris de 20 grammes et un humain de plusieurs dizaines de kilogrammes. Les traite- ments demanderont une capacité de production virale qui n’est pour l’instant pas assurée (mais c’est un problème de logistique que l’on pourra résoudre en y mettant les moyens) et rien n’indique que la distribution cérébrale du virus sera la même dans les deux espèces.

Pour : c’est la façon la plus efficace de replacer une copie normale du gène MECP2 dans les cellules, sans avoir besoin de modifier quoi que ce soit dans l’ADN de la cellule traitée.

Contre : il sera difficile d’atteindre tous les neurones du cerveau avec une approche virale, il faudra être très attentif à la dose car trop de protéine MECP2 provoque une maladie neurologique (Cf. paragraphe Les duplications du gène).

Utiliser la fonction de gènes «modificateurs»

Les gènes et les protéines qu’ils produisent agissent souvent en réseau. La protéine A agit sur B qui agit sur C, etc. De multiples réseaux d’interaction existent dans les cellules, impliquant des dizaines de partenaires dans chaque réseau. L’hypothèse faite ici est que certaines modifications (mutations) de gènes peuvent, parce qu’ils agissent en réseau avec MECP2, aggraver ou améliorer la maladie. Pour tester l’hypothèse, on peut introduire des mutations de façon aléatoire dans des centaines de gènes chez la souris modèle pour le RTT. Par hasard, on peut identifier des mutations qui améliorent le phénotype et donc identifier un gène dont les modifications peuvent être bénéfiques. Cette approche a été suivie par une équipe américaine au Texas (Buchovecky et al. 2013). Des animaux porteurs de deux mutations (MECP2 pour le RTT et une autre mutation) ont pu vivre presque aussi longtemps que les souris normales (alors que les souris n’ayant que le gène MECP2 muté ne vivent que 60 à 70 jours). Donc, cela signifie que certains gènes peuvent modifier les signes cli- niques, raison pour laquelle on les appelle des gènes « modificateurs ». Il s’agit d’un approche lourde, longue et coûteuse, mais qui pourra peut-être donner des pistes pour retourner vers la pharmacologie classique. Si l’on ne peut pas agir directement sur MECP2 par pharmacologie (comme on le fait pour des gènes de maladies métaboliques par exemple), alors peut-être pourra-t-on identifier des gènes modificateurs du phénotype accessible à un traitement direct par des molécules déjà disponibles.

Pour : cette approche pourrait révéler de nouvelles possibilités pharmacologiques auxquelles nous n’aurions pas pensé en considérant seulement le gène MECP2 seul.

Contre : on rejoint la recherche systématique de molécules actives (sans forcément connaître leur mode d’action) ce qui est déjà mis en œuvre dans des projets plus simples et moins coûteux de criblage pharmacologique à haut débit.

Utiliser le système immunitaire

Le système nerveux central est composé de deux types principaux de cellules : les neurones et les cellules gliales. Pendant longtemps, on a pensé que seuls les neurones étaient responsables du RTT lorsque MECP2 est anormal. Il semble aujourd’hui que les cellules gliales jouent également un rôle important.

Les cellules gliales sont de plusieurs types :

  • oligodendrocytes(qui isolent les axones des neurones pour que le potentiel d’action soit transmis correctement),
  • astrocytes (qui nourrissent les neurones en établissant des contacts avec les capillaires sanguins et avec les neurones),
  • etmicroglie(lescellulesimmunitairesducerveau).

La moelle osseuse contient des cellules souches qui peuvent donner naissance à de la microglie. L’équipe de Jonathan Kipnis (Derecki et al. 2012) a réalisé des expériences de greffe de moelle osseuse en 2012. Les résultats montrent que si l’on effectue une greffe de moelle osseuse normale à des souris modèles pour le RTT, on peut fortement diminuer les signes cliniques des souris malades.

À l’inverse, si on greffe de la moelle osseuse de souris modèles pour le RTT (donc déficiente en MECP2) chez des souris normales, on provoque une maladie neu- rologique. Cela souligne donc les liens étroits qui unissent cellules gliales et neurones (que l’on connaissait déjà en partie) mais cela indique également que la microglie joue un rôle très important et qu’elle dispose d’un potentiel thérapeutique certain.
Envisager l’utilisation de cellules souches et/ou de cellules microgliales pour « traiter » le RTT est donc une piste intéressante (même si on reste loin ici des applications thérapeutiques concrètes). On ignore le mécanisme par lequel les cellules microgliales agissent : « nettoyage » de débris ? Synthèse de facteurs de croissance ? Échanges croisés avec les neurones ? Par ailleurs, ces travaux n’ont pour l’instant pas été répliqués dans un laboratoire indépendant.

Pour : l’efficacité du traitement par des cellules microgliales normales et importantes. L’ADN des cellules n’a pas besoin d’être modifié et aucun virus ne doit être utilisé.

Contre : il faut arriver à placer les cellules gliales normales dans le cerveau sans qu’elles soient rejetées (greffe) ou bien réaliser une immunosuppression (potentiel- lement dangereuse).

En guise de conclusion (forcément provisoire)

La recherche translationnelle pour le RTT est extrêmement dynamique. Des dizaines d’équipes, partout dans le monde, testent des approches classiques ou laissent libre cours à leur créativité pour tenter de guérir les cellules ou les animaux modèles, pour plus tard pouvoir soigner les malades. Ce chapitre deviendra donc rapidement obsolète, et c’est tant mieux !

Une bonne partie de cette recherche est financée par les malades et leurs familles à travers des fondations et des associations. Un effort financier inattendu pour une maladie dite « rare » est consenti pour tenter de comprendre la physiopathologie et d’en atténuer la sévérité. Ces moyens importants attirent également tous les Diafoirus de circonstance qui proposent huiles, diurétiques ou anesthésiques dangereux comme des remèdes miracles à destination d’une population de parents vulnérables. Les approches présentées ci-dessus sont celles qui, à mon avis, ont le plus de chances d’aboutir. Il en existe d’autres, certaines issues du domaine de la science-fiction telles que les greffes de cellules souches neuronales dont je n’ai pas parlé ici. Il y aura encore de nombreux obstacles, et non des moindres, comme le changement d’espèce et la capacité que nous aurons à traduire les résultats positifs obtenus chez la souris dans l’espèce humaine. Il faudra encore bien des essais cliniques pour aboutir, et beaucoup seront négatifs. Mais un mouvement de fond est lancé qui ne s’arrêtera pas. Cette maladie sporadique, évolutive, sévère, mais potentiellement curable (si l’on en croit les recherches conduites sur l’animal), continuera à passionner scientifiques et médecins et je suis convaincu que des progrès majeurs seront accomplis dans les dix prochaines années qui ne permettront peut-être pas de guérir ces malades, mais qui leur permettront de vivre un peu mieux et « de leur donner des ailes » selon la formule chère à l’AFSR.

Dr Laurent Villard
Directeur de recherche à l’Inserm