Evaluation du potentiel thérapeutique de molécules candidates et suppression de la protéine pathologique dans l'ataxie spinocérebelleuse de type 7 (SCA7) – SCA7 therapy

L'ataxie SCA7 est une affection neurodégénérative rare et sévère. Elle est causée par une expansion de répétitions CAG conduisant à une élongation de polyglutamine dans la protéine ataxine 7 (ATXN7) qui s'accumule sous forme d'inclusions nucléaires et conduit au dysfonctionnement puis à la dégénérescence de certaines populations neuronales. En l'absence de traitement ralentissant l'évolution de la maladie, nous développons 2 approches thérapeutiques in vitro (culture de neurones cérébelleux) et in vivo (souris knock-in) visant à : 1) tester les effets de molécules impliquées dans le développement / survie des neurones et 2) diminuer la quantité de protéine mutée en stimulant sa dégradation ou celle de son messager par ARN interférence. La seconde approche est basée sur nos résultats montrant que l'isoforme IV de la protéine PML (Promyelocytic Leukemia protein) provoque la dégradation de l'ATXN7 mutée, tout comme l'interféron (INF), connu pour induire l'expression de PML IV.//Afin de modéliser l'atteinte sélective propre à l'ataxie SCA7, nous avons développé un modèle de culture primaire de neurones cérébelleux embryonnaires de rat infectés par un lentivirus exprimant l'ATNX7 tronquée normale (10Q) ou mutée (100Q) fusionnée à la GFP. Une transduction efficace touchant tous les neurones est obtenue, incluant les cellules de Purkinje qui présentent en outre une dégénérescence préférentielle (85% de perte cellulaire) mimant la pathologie humaine. Ce modèle est donc particulièrement intéressant pour tester des molécules d'intérêt thérapeutique. Nous utiliserons ce modèle ainsi qu'un modèle murin knock-in de l'ataxie SCA7 (fourni par H. Zoghbi), afin de tester :
1) des molécules pouvant interférer avec le développement ou la survie des cellules de Purkinje ou ayant montré un effet bénéfique dans d'autres maladies à expansions de polyglutamine ;
2) la stimulation de la dégradation de l'ATXN7 par l'INF ou un lentivirus exprimant PML IV dans les cellules de Purkinje in vitro. L'efficacité de l'INF sera également testée dans les souris SCA7 présymptomatiques et à l'âge de début des symptômes moteurs. Les paramètres étudiés seront l'âge de décès ou d'apparition des signes moteurs ainsi que la recherche d'anomalies morphologiques ou immunochimiques dans le système nerveux (quantification des inclusions). Ces effets seront aussi recherchés chez des animaux traités plus tardivement afin d'envisager cette possibilité dans les futures applications cliniques.
3) l'effet de la réduction du taux d'ARN messager de l'ATXN7 afin de diminuer la quantité de protéine. Pour cela, nous avons sélectionné 2 pools de micro-RNA spécifiques du messager humain ou de rongeur. Leur efficacité sera évaluée in vitro puis in vivo par injections stéréotaxiques dans le cervelet des souris SCA7 via des lentivirus les exprimant. Ainsi nous pourrons évaluer l'intérêt et la faisabilité de l'invalidation du gène SCA7.
//Ce projet a pour but de tester 2 voies d'intérêt thérapeutique en identifiant des facteurs protecteurs des cellules de Purkinje contre la toxicité de l'ATXN7 mutée compte-tenu de leur rôle majeur dans la pathologie, et en trouvant le moyen de diminuer la quantité d'ATXN7 mutée en diminuant sa production ou en augmentant sa dégradation, puisque son accumulation semble être un marqueur de sa toxicité.
L'aspect innovateur de ce projet est le couplage de 2 approches in vitro et in vivo afin de valider les stratégies thérapeutiques, notamment chez des souris knock-in SCA7. L'INF semble être la molécule la plus porteuse puisque qu'elle est déjà utilisée pour traiter des patients atteints de sclérose en plaque. Notre connexion avec le centre de référence de Neurogénétique et le centre d'Investigation Clinique facilitera la transition en pratique clinique. Nous espérons ainsi que ce projet n'est qu'une première étape visant à développer une stratégie thérapeutique adéquate.