Le saut d'exon est une approche thérapeutique de premier plan pour la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), une maladie neuromusculaire progressive causée par des variants pathogènes du gène DMD qui perturbent généralement le cadre de lecture de la traduction. Cette approche vise à moduler l'épissage de l'ARN pré-messager DMD afin de recadrer le transcrit et de générer une protéine quasi-dystrophine partiellement fonctionnelle, présentant des délétions internes. Apprendre encore plus: Qu'est-ce que le saut d'exon ?
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L'efficacité clinique des thérapies de saut d'exons approuvées par FDA est très limitée.
L'étude mentionnait quatre thérapies de saut d'exon approuvées par FDA et indiquait clairement que leur efficacité clinique était assez limitée. Pour étudier comment le moment du traitement affecte les résultats du saut d'exon, cette étude scientifique a consisté à injecter à des souris mdx déficientes en dystrophine des conjugués de saut d'exon peptide-phosphorodiamidate morpholino oligonucléotide (PPMO), à partir de stades adultes (12 semaines) ou âgés (75 semaines), et à collecter du tissu musculaire tibial antérieur pour des analyses biochimiques et transcriptomiques.
Chez les personnes atteintes de DMD, l'initiation précoce des thérapies par saut d'exon augmente leur efficacité
Le taux moyen d'exclusion de l'exon 23 du gène Dmd était de 79% chez les souris adultes et de 44% chez les souris mdx âgées traitées par PPMO, tandis que la restauration de la protéine dystrophine était respectivement de 35% et de 8%. Les améliorations histopathologiques n'étaient évidentes que chez les souris adultes traitées. Le traitement par PPMO chez les souris mdx adultes a induit un large changement transcriptomique vers une signature de type sauvage, tandis que le traitement chez les souris âgées a entraîné des modifications négligeables de l'expression génique. Ceci indique qu'une intervention tardive est inefficace pour inverser les pathologies associées à la maladie, malgré une restauration partielle de la dystrophine. Le déséquilibre de la transcription de la dystrophine n'a été corrigé que chez les souris mdx adultes traitées. L'augmentation de l'expression du microARN miR-31-5p, répresseur de la dystrophine et plus fortement surexprimé dans le muscle des souris mdx âgées, fournit une explication mécanistique potentielle. En conclusion, le saut d'exons médié par PPMO est nettement plus efficace lorsqu'il est initié dans un muscle dystrophique adulte plutôt que dans un muscle âgé, ce qui soutient une intervention thérapeutique précoce chez les personnes atteintes de DMD. >> Apprendre encore plus: Population potentielle de Duchenne susceptible de subir un saut d'exon
Les traitements contre la DMD approuvés par le FDA ont une efficacité limitée et sont très coûteux.
Ces dernières années ont été marquées par des progrès considérables dans le domaine des thérapies expérimentales pour la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Différentes stratégies ont été mises en œuvre pour restaurer la dystrophine. Par exemple, le saut d'exon induit par des oligonucléotides antisens (ASO) peut être utilisé pour moduler l'épissage alternatif et ainsi rétablir le cadre de lecture de la traduction de la dystrophine. Quatre médicaments oligonucléotidiques antisens de ce type ont bénéficié d'une procédure d'autorisation accélérée aux États-Unis (FDA) pour le traitement des garçons atteints de dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) (Eteplirsen, Viltolarsen, Golodiresen et Casimersen). Bien qu'il s'agisse d'une avancée majeure pour la recherche sur la DMD et les patients, la restauration de la dystrophine induite par ces composés est minime et son bénéfice clinique reste discutable.
De même, le programme FDA a approuvé la première thérapie génique pour la DMD (Elevidys) en 2023, malgré l'échec de son critère d'évaluation principal lors d'un essai de phase 3. De plus, la sécurité du Elevidys (et des thérapies géniques à base de virus adéno-associé à haute dose en général) a été remise en question suite à plusieurs décès de patients. En savoir plus : Pourquoi le Elevidys n’a-t-il pas été approuvé par l’Agence européenne des médicaments (EMA) ?
Quelle est la différence entre PMO et PPMO ?
La génération actuelle d'ASO ciblant l'exclusion d'exons est composée exclusivement d'oligonucléotides morpholino phosphorodiamidates (PMO). Cette chimie, absente à l'état naturel, est généralement considérée comme sûre. Cependant, l'administration de PMO aux muscles squelettiques (et notamment cardiaques) reste très limitée, ce qui a motivé la recherche de groupements facilitant leur administration et capables d'améliorer leur activité. Les scientifiques ont largement exploré l'utilisation de PMO conjugués à des peptides (PPMO) à cette fin. Les PPMO sont beaucoup plus puissants que les PMO non conjugués et présentent une activité de saut d'exon dans le tissu cardiaque. Les PPMO sont actuellement développés commercialement par PepGen Ltd et Entrada Therapeutics. De même, Avidity Biosciences et Dyne Therapeutics développent des thérapies à base d'anticorps PMO et de fragments PMO-FAb pour la DMD. >> En savoir plus: Thérapies de saut d'exon de nouvelle génération
Qu'est-ce qu'une souris mdx et quelles sont ses caractéristiques ?
La souris mdx est le modèle murin de DMD le plus couramment utilisé, qui porte un codon de terminaison prématuré dans l'exon 23 de Dmd, dont le saut entraîne une dystrophie musculaire liée à l'X qui présente certains aspects de la pathologie DMD. Dans cette étude, les scientifiques ont précédemment effectué diverses analyses omiques sur cette souris en se concentrant sur les effets des thérapies de restauration de la dystrophine, notamment l'expression génique/microarray de microARN, le séquençage de petits ARN et la protéomique basée sur la spectrométrie de masse à haute résolution.
Efficacité des thérapies de restauration de la dystrophine
Quantité totale de dystrophine restaurée.
Il est largement admis que plus la quantité de dystrophine restaurée est importante, mieux c'est. Plusieurs études suggèrent qu'un taux de dystrophine sain d'environ 101 µg/dL (TP153T) constitue un seuil pertinent pour obtenir un bénéfice thérapeutique.
La qualité de la dystrophine a été rétablie.
La correction d'épissage par saut d'exon et les thérapies géniques de la microdystrophine reposent toutes deux sur la génération de protéines quasi-dystrophines supprimées en interne qui ressemblent à celles trouvées chez certains patients atteints de dystrophie musculaire de Becker et qui sont associées à une pathologie légère. Cependant, il est peu probable que ces quasi-dystrophines compensent entièrement la perte de la protéine dystrophine complète. On reconnaît de plus en plus l'intérêt des dystrophines complètes, ce qui représente un défi étant donné que la taille du cadre de lecture ouvert de la dystrophine (~11 kb) dépasse la capacité d'encapsidation des vecteurs AAV (~4,6 kb). La restauration de la dystrophine complète a été démontrée chez des participants à un essai clinique humain traités par une thérapie d'exclusion d'exon pour traiter la duplication de l'exon 2 dans la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). De plus, plusieurs autres efforts sont déployés pour développer des stratégies d'administration de la dystrophine complète, soit par des approches à vecteurs fractionnés, soit par des vecteurs à capacité d'encapsulation plus élevée.
Localisation correcte de la dystrophine au niveau du sarcolemme.
Cette étude a démontré que la distribution uniforme de la dystrophine le long du sarcolemme au sein d'une myofibre est un déterminant important du succès thérapeutique. De manière significative, le traitement par saut d'exon avec des conjugués PPMO a induit une couverture uniforme du sarcolemme par la dystrophine (même à faibles doses), tandis que la délétion d'exon par CRISPR-Cas9 a entraîné une distribution hétérogène de la dystrophine. Cette observation est importante, car une couverture incomplète du sarcolemme par la dystrophine est probablement insuffisante pour prévenir le renouvellement des myofibres et corriger la pathologie.
Moment optimal pour débuter le traitement.
L’initiation précoce de thérapies de restauration de la dystrophine peut être bénéfique pour prévenir ou retarder la dégénérescence pathologique des muscles. Cependant, pour les thérapies ‘ à usage unique ’ comme la thérapie génique par microdystrophine ou la correction génique médiée par CRISPR-Cas9, le nombre de noyaux corrigés sera progressivement dilué à mesure que des myonoyaux non corrigés seront ajoutés aux myofibres en raison de la croissance et de la régénération.
Dans cette étude, les scientifiques ont évalué l'efficacité du saut d'exon à l'aide de conjugués oligonucléotidiques antisens PPMO lorsque le traitement était initié aux stades adulte et âgé. Ces données confirment l'hypothèse selon laquelle un traitement précoce pourrait être bénéfique dans le traitement de la DMD.
Les thérapies par saut d'exon peuvent également être mises en œuvre dans le cadre d'une thérapie combinée.
La thérapie par saut d'exons pourrait être initiée chez les jeunes garçons atteints de DMD dans le but de maintenir leur fonction musculaire jusqu'à un âge où un traitement par thérapie génique pourrait être sûr et approprié. En effet, les données précliniques suggèrent un effet synergique de l'association du saut d'exon médié par PMO avec le saut d'exon médié par AAV-U7 ou la thérapie génique par AAV-microdystrophine. Cette étude contribue au débat sur le moment opportun pour initier un traitement par saut d'exon chez les patients atteints de DMD. Les données précliniques présentées ici soutiennent l'idée d'initier une thérapie par saut d'exon à un jeune âge, avant l'apparition d'une pathologie tissulaire avancée.
