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Une nouvelle approche pour traiter la myopathie centronucléaire

Les myopathies centronucléaires peuvent être liées à l’altération de deux gènes : DNM2 ou BIN1. Des chercheurs viennent de confirmer qu’il semble possible de contrer l’effet des mutations qui affectent le premier en augmentant l’expression du second : chez des souris qui présentent une mutation de DNM2, l’apport d’un gène médicament BIN1 améliore en effet le fonctionnement musculaire et réduit la mortalité des formes néonatales de la maladie.

Les myopathies congénitales sont des maladies musculaires génétiques rares dont les symptômes et la sévérité sont variables selon la nature du gène impliqué. Parmi elles, on distingue les myopathies centronucléaires. Elles sont caractérisées par une atteinte musculaire qui progresse avec le temps, causée par des anomalies de la structure interne des cellules des muscles squelettiques. Si aucun traitement n’existe pour l’heure, les avancées réalisées dans la compréhension de ces anomalies peuvent aider à envisager de nouvelles approches thérapeutiques.

Un équilibre entre deux mécanismes

Le laboratoire de Jocelyn Laporte* se consacre justement à caractériser les mutations génétiques et les mécanismes physiopathologiques impliqués dans ces maladies, avec pour objectif le développement de médicaments efficaces. Pour ce faire, le chercheur et son équipe disposent notamment de souris porteuses d’une mutation du gène DNM2, qui mime la maladie humaine. Ils viennent de montrer qu’une augmentation du niveau d’expression du gène BIN1, induite par l’introduction de copies supplémentaires du gène grâce à un vecteur viral, permet de rétablir une fonctionnalité musculaire normale chez ces animaux. Le chercheur explique : « On sait aujourd’hui que deux protéines sont importantes pour le bon fonctionnement du trafic intracellulaire et de la structure des membranes lipidiques des cellules musculaires : la dynamine, codée par le gène DNM2, et l’amphiphysine 2, codée par BIN1. La première coupe la membrane cellulaire pour que des vésicules de transport se forment et permettent, par exemple, d’apporter des protéines d’un endroit à l’autre de la cellule. La seconde stabilise l’intégrité des membranes en empêchant leur scission. Une hypothèse est que les deux mécanismes s’équilibreraient. Or certaines myopathies centronucléaires sont dues à une mutation de DNM2 qui engendre une activité excessive de la dynamine et, par conséquent, une fragmentation exagérée des membranes cellulaires des muscles, limitant ainsi la capacité du muscle à se contracter. Nous avons donc voulu vérifier si l’augmentation de l’expression de BIN1 permettait de réduire l’activité de la dynamine. »

Grâce à des travaux conduits in vitro, Jocelyn Laporte et son équipe ont pu vérifier cette hypothèse. Ils ont ensuite poursuivi leur travail in vivo, chez des souris porteuses d’une mutation du gène DNM2 : les chercheurs leur ont injecté un vecteur viral contenant le gène BIN1. En conséquence, la production intracellulaire d’amphiphysine 2 a augmenté, et la fonction des cellules musculaires s’est améliorée. De plus, dans les formes néonatales rapidement fatales de la maladie, ce traitement expérimental a augmenté la survie des souriceaux.

Trois images obtenues par microscopie, présentant l'aspect des cellules d'un muscle souris
Coupes transversales de muscles montrant les fibres musculaires marquées en bleu pour l’activité oxydative des mitochondries, les usines de production d’énergie de nos cellules. Image de gauche : Fibres musculaires de souris témoin. Image centrale : Fibres musculaires de souris modélisant une myopathie centronucléaire liée à la mutation du gène DNM2, avec accumulation anormale des mitochondries et activité oxydative (flèche). Image de droite : fibres musculaire de souris modélisant une myopathie centronucléaire liée à la mutation du gène DNM2, traitées par BIN1 ; une normalisation des fonctions oxydatives est obtenue. © Jocelyn Laporte et coll.

« Nous avons utilisé un vecteur dérivé du virus adéno-associé (ou AAV) parce que cette technologie est bien maîtrisée, précise Jocelyn Laporte. Il s’agit d’un virus assez banal dont on retire le matériel génétique pour le remplacer par une copie du gène médicament BIN1. » Une fois entré dans une cellule, ce vecteur crée un chromosome additionnel qui persiste plusieurs mois. L’expression des copies additionnelles de BIN1 renforce alors celle du gène physiologique.

« Ce travail confirme que l’amphiphysine 2 module l’activité de la dynamine et pourrait être utilisée pour développer un traitement pour des myopathies », se félicite le chercheur. Ces travaux pourraient aussi être utiles dans d’autres maladies : « On sait en effet qu’il existe des anomalies fonctionnelles liées à BIN1 dans la maladie d’Alzheimer, ou encore qu’une faible expression de BIN1 est associée à un risque d’arythmie cardiaque. » Il serait donc intéressant d’évaluer si les mécanismes mis en jeu dans ces maladies sont comparables à ceux spécifiques aux myopathies pour, à terme, profiter de ces nouvelles perspectives thérapeutiques.

Note :
* Unité 1258 Inserm/CNRS/Université de Strasbourg, équipe Physiopathologie des maladies neuromusculaires, Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC), Illkirch.

Source : VM Lionello et coll. BIN1 modulation in vivo rescues dynamin-related myopathy. Proc Natl Acad Sci USA du 1er mars 2022. DOI : 10.1073/pnas.2109576119

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