242 B IOLOGIE CELLULAIRE
P ERSPECTIVE BIOMÉDICALE
La thérapie génique est une nouvelle méthode de
traitement de pathologies graves (héréditaires ou
pas), le plus souvent incurables, liées à des dysfonctionnements des gènes. Le principe consiste à introduire dans les cellules affectées un gène étranger
(transgène) permettant de restaurer la fonction
défaillante. Conçues initialement comme le moyen
unique de guérir les maladies génétiques (en général monogéniques), les technologies de transfert des
gènes trouvent actuellement des applications dans
le traitement des cancers, des maladies cardiovasculaires ou neurodégénératives et de certaines maladies infectieuses : virus, paludisme, SIDA.
Seule la thérapie génique somatique, qui exclut la
transformation des cellules sexuelles, est envisageable chez l’Homme (chez l’animal, en revanche,
la transgénèse et la réalisation d’OGM sont devenues très courantes). Les principales étapes de cette
technologie sont les suivantes : 1) clonage du gène
d’intérêt par les méthodes de la biologie moléculaire, 2) intégration de ce gène dans une molécule
d’ADN (ou «construction génétique») susceptible
de fonctionner durablement dans une cellule (après
insertion ou pas dans son génome), 3) introduction
dans un vecteur transportant l’ADN dans les cellules affectées.
On parle de thérapie ex vivo lorsqu’on prélève des
cellules malades du patient pour les transformer in
vitro et les guérir, puis les réintroduire dans l’organisme. Il s’agit en fait d’une autogreffe, qui ne pose
pas de problème de rejet. Seuls quelques types cellulaires capables de se diviser en culture sont
concernés par cette thérapie : cellules souches médullaires, lymphocytes, myoblastes, hépatocytes ou
fibroblastes. La thérapie in vivo consiste à apporter
le gène thérapeutique, via un vecteur, à tout l’organisme, en espérant que les cellules malades seront
atteintes. L’inconvénient de cette stratégie est que
l’on ne contrôle pas toujours l’efficacité du transfert
du gène dans les cellules cibles. Ce cas s’applique
lorsque les organes atteints ne peuvent pas être prélevés (cerveau, poumons), ou lorsque des organes
ou des types cellulaires variés sont touchés. Dans la
thérapie in situ, les vecteurs sont mis en contact
direct avec les tissus malades, comme la trachée
(mucoviscidose), les muscles (dystrophie musculaire) ou les tumeurs.
Quelle que soit la stratégie utilisée, le problème majeur est celui du vecteur apportant le gène. Les vecteurs les plus utilisés sont des virus, qui ont
naturellement développé des mécanismes très efficaces pour reconnaître leurs cellules cibles, y introduire leur information génétique et s’y exprimer.
Trois types de virus ont été étudiés : les rétrovirus,
les adénovirus et le virus de l’herpes. Ces virus sont
rendus inoffensifs par la suppression de l’essentiel
de leur matériel génétique (virus défectifs), qui est
remplacé par la construction incluant le gène curateur et les signaux d’expression appropriés.
En raison de diverses difficultés, liées à la biologie
des virus (les rétrovirus n’infectent que des cellules
qui se divisent, par exemple), ou à des problèmes
de sécurité dans leur production, des vecteurs synthétiques tels que des liposomes ou des complexes
transfectants ont été développés. Ces derniers sont
le plus souvent des polymères cationiques qui condensent et protègent l’ADN, et sont aisément absorbés par les cellules (grâce à l’endocytose). Le ciblage
de ces particules vers les cellules malades s’effectue
par greffage de molécules telles que : sucres, peptides, hormones, qui sont reconnues par des récepteurs cellulaires spécifiques. Un problème crucial
reste celui de l’expression durable du transgène
dans les cellules, ainsi que la possibilité de réguler
son expression.
Près de 70 % des essais cliniques actuels concernent les cancers, qui peuvent être traités au moyen
de l’introduction de gènes dits «anti-oncogènes».
On sait en effet que la moitié des cancers sont dus à
la mutation de tels gènes (par ex., P53). Il est également possible de renforcer génétiquement les
défenses immunitaires contre les cellules anormales, ou de les sensibiliser à des drogues qui les
tueront.
Les thérapies géniques
P ERSPECTIVE BIOMÉDICALE
La thérapie génique est une nouvelle méthode de
traitement de pathologies graves (héréditaires ou
pas), le plus souvent incurables, liées à des dysfonctionnements des gènes. Le principe consiste à introduire dans les cellules affectées un gène étranger
(transgène) permettant de restaurer la fonction
défaillante. Conçues initialement comme le moyen
unique de guérir les maladies génétiques (en général monogéniques), les technologies de transfert des
gènes trouvent actuellement des applications dans
le traitement des cancers, des maladies cardiovasculaires ou neurodégénératives et de certaines maladies infectieuses : virus, paludisme, SIDA.
Seule la thérapie génique somatique, qui exclut la
transformation des cellules sexuelles, est envisageable chez l’Homme (chez l’animal, en revanche,
la transgénèse et la réalisation d’OGM sont devenues très courantes). Les principales étapes de cette
technologie sont les suivantes : 1) clonage du gène
d’intérêt par les méthodes de la biologie moléculaire, 2) intégration de ce gène dans une molécule
d’ADN (ou «construction génétique») susceptible
de fonctionner durablement dans une cellule (après
insertion ou pas dans son génome), 3) introduction
dans un vecteur transportant l’ADN dans les cellules affectées.
On parle de thérapie ex vivo lorsqu’on prélève des
cellules malades du patient pour les transformer in
vitro et les guérir, puis les réintroduire dans l’organisme. Il s’agit en fait d’une autogreffe, qui ne pose
pas de problème de rejet. Seuls quelques types cellulaires capables de se diviser en culture sont
concernés par cette thérapie : cellules souches médullaires, lymphocytes, myoblastes, hépatocytes ou
fibroblastes. La thérapie in vivo consiste à apporter
le gène thérapeutique, via un vecteur, à tout l’organisme, en espérant que les cellules malades seront
atteintes. L’inconvénient de cette stratégie est que
l’on ne contrôle pas toujours l’efficacité du transfert
du gène dans les cellules cibles. Ce cas s’applique
lorsque les organes atteints ne peuvent pas être prélevés (cerveau, poumons), ou lorsque des organes
ou des types cellulaires variés sont touchés. Dans la
thérapie in situ, les vecteurs sont mis en contact
direct avec les tissus malades, comme la trachée
(mucoviscidose), les muscles (dystrophie musculaire) ou les tumeurs.
Quelle que soit la stratégie utilisée, le problème majeur est celui du vecteur apportant le gène. Les vecteurs les plus utilisés sont des virus, qui ont
naturellement développé des mécanismes très efficaces pour reconnaître leurs cellules cibles, y introduire leur information génétique et s’y exprimer.
Trois types de virus ont été étudiés : les rétrovirus,
les adénovirus et le virus de l’herpes. Ces virus sont
rendus inoffensifs par la suppression de l’essentiel
de leur matériel génétique (virus défectifs), qui est
remplacé par la construction incluant le gène curateur et les signaux d’expression appropriés.
En raison de diverses difficultés, liées à la biologie
des virus (les rétrovirus n’infectent que des cellules
qui se divisent, par exemple), ou à des problèmes
de sécurité dans leur production, des vecteurs synthétiques tels que des liposomes ou des complexes
transfectants ont été développés. Ces derniers sont
le plus souvent des polymères cationiques qui condensent et protègent l’ADN, et sont aisément absorbés par les cellules (grâce à l’endocytose). Le ciblage
de ces particules vers les cellules malades s’effectue
par greffage de molécules telles que : sucres, peptides, hormones, qui sont reconnues par des récepteurs cellulaires spécifiques. Un problème crucial
reste celui de l’expression durable du transgène
dans les cellules, ainsi que la possibilité de réguler
son expression.
Près de 70 % des essais cliniques actuels concernent les cancers, qui peuvent être traités au moyen
de l’introduction de gènes dits «anti-oncogènes».
On sait en effet que la moitié des cancers sont dus à
la mutation de tels gènes (par ex., P53). Il est également possible de renforcer génétiquement les
défenses immunitaires contre les cellules anormales, ou de les sensibiliser à des drogues qui les
tueront.
Les thérapies géniques