M1 - Les Laminopathies: Histoire de chercheurs - Claire NAVARRO 31 octobre 2013
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Les Laminopathies:
Histoire de chercheurs
Claire NAVARRO
31 octobre 2013
Equipe dirigée par Nicolas LEVY
M1 INSERM U910 Faculté de Médecine
Marseille, France
claire.navarro@univ‐amu.fr
Les Lamines
Laminopathies: pathologies liées à des défauts dans les
Lamines
Lamines: - protéines nucléaires
- filaments intermédiares
- présentes dans quasiment
toutes les cellules
différenciées
Les Lamines
Interphase
DAPI Lamines A/C
Mitose
DAPI Lamines A/C
• Lamina nucléaire • Nucléoplasme • Structure noyau • Résistance stress • Partenaires - protéines transmembranaires de l’EN -facteurs de transcription Rôles divers - Réplication - Epissage
Des laminopathies à la progéria
En 1999
Surprenant pour la communauté scientifique.
Lamines : protéines essentielles…
Le gène LMNA est exprimé dans presque toutes les cellules
différenciées comment expliquer qu’il est impliqué dans une pathologie
affectant uniquement le muscle? Dystrophie
Musculaire
CMT LMNA
EDMD2
Concept de Laminopathies
Avant 2002
Myopathies
des
ceingures
Lipodystrophie LGMD1B
familliale
FPLD
Dystrophie
Musculaire
CMT LMNA
EDMD2
Cardiopathies
CMD1A
Pathologies spécifiques d’un tissu
Concept de Laminopathies
En 2002
Myopathies
des
ceingures
Lipodystrophie LGMD1B
familliale
FPLD
Dystrophie
Musculaire
CMT LMNA
EDMD2
Nerf
périphérique
CMT
Cardiopathies
CMD1A
Equipe de Nicolas LEVY s’intéresse aux Lamines
Concept de Laminopathies
En 2002
Myopathies
des Systémique
ceingures MAD A
Lipodystrophie LGMD1B
familliale
FPLD
Dystrophie
Musculaire
CMT LMNA
EDMD2
Nerf
périphérique
CMT
Cardiopathies
CMD1A
Histoire de la PROGERIA COMMENCE LA!!!!!
Concept de Laminopathies
En 2003
Myopathies Vieillissement
des prématuré
ceingures MAD-A/ HGPS
Lipodystrophie LGMD1B
familliale
FPLD
Dystrophie
Musculaire
CMT LMNA
EDMD2
Nerf
périphérique
CMT
Cardiopathies
CMD1A
Histoire de la PROGERIA COMMENCE LA!!!!!
Concept de Laminopathies
En 2003
Myopathies Vieillissement
des prématuré
ceingures MAD-A/ HGPS
LGMD1B
Dystrophie
Musculaire
CMT LMNA
EDMD2
Nerf
périphérique
CMT
Cardiopathies
CMD1A
Science, avril 2003 Nature, avril 2003
Equipe Française Equipe AméricaineLes anomalies nucléaires : caractéristiques
Anomalies nucléaires dans de nombreuses Laminopathies
Arbustini E. et al, 2002
Östlund C et al. 2001
Novelli G. et al, 2002
Modèle Lmna -/-
• Structure nid d’abeille
• Extrusions d’ADN (Blebs)
• Anomalie distribution
aggrégats
absence de marquage
Sullivan et al. 1999PROGERIA - HGPS
10 months 14 yr
Hutchinson, Medicochirurgical Trans 1886;69:473
Gilford, Practitioner 1904;73:188PROGERIA - HGPS
•
1.5 yr 7 yr 12 yr 15.5 yr 17 yr
Hutchinson, Medicochirurgical Trans 1886;69:473
Gilford, Practitioner 1904;73:188PROGERIA - HGPS
PROGERIA - HGPS
PROGERIA - HGPS
Comparaison de phénotype
Dysplasie Acromandibulaire Progéria Typique HGPS
MAD
Novelli et al, Am J Hum Genet 2002
LMNA R527H. Mutation homozygote
Test du gène LMNA chez deux patients atteints de HGPSLMNA: un gène plusieurs isoformes LMNA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
LMNA: un gène plusieurs isoformes
LMNA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Rod domaine
N NLS C
Prélamine A
664
NLS
Lamine C 572
+ Deux isoformes minoritaires Lamine Adelta10 et Lamine C2LMNA: un gène plusieurs isoformes
LMNA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Rod domaine
N NLS C
Prélamine A
664 PARTIE ENLEVEE
AU COURS DE LA
NLS MATURATION
Lamine A
646
Western blot (fibroblasts)
Prélamine A n’est pas visible en WB
70 kDa Lamin A
65 kDa Lamin C Détection simultanéee des isoformes A et CProgéria : bases moléculaires
LMNA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lamine A (c.1824C>T; p.G608G).
Transcrit tronqué de 150 nucléotides
HGPS Control
M RT+ RT- RT+ RT-
511 pb
361 pb
De Sandre‐Giovannoli et al., Science 2003
Eriksson et al., Nature 2003Progéria : bases moléculaires
Lamine A (c.1824C>T; p.G608G).
Transcrit tronqué de 150 nucléotides
Protéine traduite délétée de 50 AA
CaaX
HGPS fibroblasts
Lamin A
Progerin
Lamin C
De Sandre‐Giovannoli et al., Science 2003
Eriksson et al., Nature 2003Anomalies nucléaires dans HGPS
A partir de biopsies de peau: mise en culture de fibroblastes
Fibroblastes contrôles Fibroblastes HGPS
Dapi
Anti Lamin A/C
Microscopie confocale1 2 3
4 5 6HGPS cells p10 : Progerin + DAPI
HGPS cells p13 : Progerin + DAPI
HGPS cells p18 : Progerin + DAPI
HGPS cells p22 : Progerin + DAPI
Noyaux HGPS à plusieurs passage: Senescence P11 P13 P15 P17 P19 P21 P23
Progéria : American team
• F. Collins directeur du NIH • N. Lévy directeur d’équipe
(5 personnes)
Tour du génome avec 403
marqueurs microsatellites sur 12 2 ADNs de patients
ADN de patients
PCR du gène LMNA et séquençage
+ Un patient avec une
translocation équilibrée
De Sandre‐Giovannoli et al., Science 2003
Eriksson et al., Nature 2003Mutation identifiée dans HGPS, et après?
• Patients / Cliniciens
Nouveaux syndromes • Recherche de mutations / syndrome
progéroïdes candidat
• Exomes
• Modèles cellulaires
Essai therapeutiques • Modèles animaux
• Drogues pharmacologiques / autres outils
• Modèles cellulaires
Mécanismes • Modèles animaux
physiopathologiques
• Techniques d’analyses largesCaractérisation de nouveaux syndromes
Nouveaux
Ressemblances phénotypiques syndromes
progéroïdes
Test génétique: LMNA ensuite autres gènes?
Matériel disponible Analyse moléculaire
- ADN Génomique
- Lymphocytes Transcriptionnel
Analyse fonctionnelle
- Fibroblastes,
(lymphocytes)
Observation d’anomalies de structures
- Biopsies de peau
Taux de protéines
- Tissus (congelé, paraffine)Dermopathie Restrictive
Retard de croissance intra-utérin
Décès en période néonatale
Forte hypoplasie pulmonaire
- Peau rigide et épaisse, érodée
- Contractures articulaires
- micrognathie
- Bouche ouverte en « O »
Sillevis-Smitt et al, Navarro et al,
Arch Dermatol. 1998 Hum. Mol. Genet. 2004
- Clavicules hypoplasiques
- Acro-ostéolyse distale des phalanges
- Fontanelle élargie persistante
- Réduction de la densité osseuse
Rappelle HGPS et MAD LMNA mutations ?Dermopathie Restrictive - LMNA
Génomique RNA/cDNA Protéine
• IVS11+1G>T - del exon 11 prédite 90-Prélamin A
- Progérine (del 150 bp) 50-Prelamin A (Progérine)
• c.1824C>T - Progérine (del 150 bp) 50-Prelamin A (Progérine)
Total de 7 patients atteints de DRDermopathie Restrictive - LMNA
Lymphoblastes- LMNA IVS11+1G>A
Lymphoblastes - contrôles
DAPI Anti-Lamin B1 Anti-Emerin
• enveloppe détruite
Vue confocale
Anti-Lamine B1Dermopathie Restrictive - LMNA
Génomique RNA/cDNA Protéine
• IVS11+1G>T - del exon 11 prédite 90-Prélamin A
- Progérine (del 150 bp) 50-Prelamin A (Progérine)
• c.1824C>T - Progérine (del 150 bp) 50-Prelamin A (Progérine)
LMNA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Rod domain
N NLS C Farnesyl moiety
Prelamin A 664 ZMPSTE24/FACE1
Persistance du groupement Farnesyl
Pas de mutation dans LMNA dans autres cas
Problème dans la maturation?Maturation de Lamine A
Navarro C., Cau P., Lévy N. Hum. Mol. Genet, 2006Pourquoi tester ZMPSTE24 ? ? Zmpste24 -/-: Phénotype de vieillissement prématuré Pendas et al. 2002 Bergo et al. 2002
Mutations ZMPSTE24 dans MAD-B Agarwal A K et al. Hum. Mol. Genet. 2003;12:1995-2001
Mutations ZMPSTE24 dans DR non mutés LMNA
1. Mutations nulles (homozygotes/hétérozygotes composites) dans les
patients non mutés LMNA - «hotspot» mutationnel dans une répétion
instable de 9 T
2. Perte de fonction de ZMPSTE24
3. Toute la lamine est sous forme de Prelamin A
Navarro et al, Hum. Mol. Genet. 2004 and 2005Perte de fonction ZMPSTE24 (FACE1)
RD RD HGPS RD RD RD
Lamin A Prelamin A
Lamin C
ßActin
Navarro et al, 2005Anomalies nucléaires dans DR -ZMPSTE24 (FACE1)
Lamin A/C Prelamin A Overlay DAPI
a b c d
RD
1
Lamin A/C Prel. A Overlay DAPI Emerin Lamin B Overlay DAPI
a b c d a b c d
RD
RD
e f g h
e f g h
Control
i j k l
ControlMutations dans ZMPSTE 24
Dermopathie restrictive MAD-B avec dystrophie musculaire
RD HGPS
Prelamin A
Lamin A
Lamin C Progerin
Lamin C
Navarro et al, Hum. Mol. Genet. 2004 and 2005 Ben Yaou*, Navarro* et al, Eur. J. Hum. Genet. 2011
Mutations dans LMNA et ZMSPTE24 Mutations dans ZMSPTE24Mutations dans ZMPSTE 24
MAD-B avec dystrophie musculaire
Ben Yaou*, Navarro* et al, Eur. J. Hum. Genet. 2011CONTINUUM PHENOTYPIQUE
LMNA ZMPSTE24
grave sévère Létal néonatal
Quantité de précurseur farnésylé
MAD
HGPS
DR
Syndromes progéroïdes systémiques
Chevauchement du phénotype clinique et/ou associationCockayne Rothmund-Thomson Bloom Werner
N. Philip, unpublished Wang et al., Am J Med GC Woods, Arch Dis http://www.ncbi.nlm.nih.gov/disease/Werner
Genet 2001; 102:11-17 Child 1998; 78:178 William and Wilkens Publishing Inc.
Progeria MAD LILLRC Rest. Dermopathy
De Sandre-Giovannoli et al, Courtesy from Raoul
2003 Hennekam Possum Caux et al., 2003. Navarro et al., 2004-2005
Hallerman Streiff WRS Mulvihill-Smith
?…
A. Megarbane, unpublished Raoul Hennekam, unpublished PossumPHRC national 2005 – LMNA, et autres gènes
Progeria-like syndrome and osteosarcoma in a young girl
Shalev et al, Am. J. Med. Genet. 2007
LMNA p.T623S
Werner-like syndrome
LMNA
hez. p.D300N
Renard et al, Stroke 2008
Reynolds syndrome (cutaneous localised SSc & primary biliary cirrhosis)
LBR
hez p.R372C
Gaudy-Marqueste et al,
J. Med. Genet. 2010EXOMES: identifier nouveaux SP
Exome sur 2 patients et les parents (Famille A)
Hypothèse d’une pathologie récessive
Exclusion des variants ne respectant pas la
ségrégation dans la famille
Vérification de la ségrégation dans les autres membres de la famille
Tous les variants ont une ségrégation
concordante
Fonction des gènes
BANF1 candidat parfait
BAF: protéine nucléaire
connues pour interagir avec les lamines A.
Puente et al, The American J. Hum. Genet.2011EXOMES: identifier nouveaux SP
Biopsie des deux patients et un parent: mise en culture de fibroblastes
Diminution de la quantité de protéine
Anomalies nucléaires
Délocalisation de l’émerine
(partenaire lamines)
Puente et al, The American J. Hum. Genet.2011Essai
therapeutique
Traitement de Hutchinson-Gilford Progeria
par association de pravastatine (Vasten®) et
acide zolendronique (Zometa®)Approches thérapeutiques
Modification qualitative de la progérine farnesylée
- inhibition spécifique de la prénylation (farnésylation et
géranylgéranylation)
Réduction quantitative de la progérine
- oligonucléotides antisense : morpholinoApproches thérapeutiques
Progérine farnésylée
Zmpste24 -/-
WT Zmpste24 -/- Lmna +/-
Mutations dans ZMPSTE24 (homme / souris)
Croisement des souris Zmpste24 -/- et Lmna +/-
Réversion du phénotype
Fong et al., PNAS, 2005Approches thérapeutiques
Statins / Pravastatin (Vasten®)
N-BPs/Zoledronate (Zometa®)Effet Pravastatin /Zolendronate
Fibroblastes HGPS
Non traités
HGPS
WT
Varela et al., Nature Medecine 2008Traitement Zopra in vivo sur Zmpste24-/-
Varela et al., Nature Medecine 2008Vasten®/Zometa® : Essai thérapeutiques HGPS
AUTORISATIONS:
• Afssaps / comité d’éthique local (CPPRB) autorisations (juillet 2008)
• N°EudraCT : 2008‐002471‐27
• Identifiant clinicalTrials.gov : NCT00731016
• Identification et information des patients (Progeria Family Circle, Mlle Marjet
Stamsnijder)
INCLUSIONS:
• 1er enfant V1 : 6 octobre 2008
• 12 patients (7 filles, 5 garçons: 11 patients : 3‐12 ans et un 20 ans)
ASPECTS GENETIQUES:
‐ 11 enfants: heteroz. c.1824C>T (p.G608G) LMNA mutation: Δ50‐Prelamin A
/Progerin
‐ 1 adult patient : heteroz. LMNA c.1868C>G (p.T623S) : Δ35‐Prelamin A
PHENOTYPES
• 11 patients porteurs de la mutation G608G;
‐ 8 HGPS « classiques»
‐ 3 SEVERE, phénotypes néonataux
• 1 adulte avec un phénotype moins sévèreVasten®/Zometa® : Essai thérapeutiques HGPS
AUTORISATIONS:
• Afssaps / comité d’éthique local (CPPRB) autorisations (juillet 2008)
• N°EudraCT : 2008‐002471‐27
• Identifiant clinicalTrials.gov : NCT00731016
• Identification et information des patients (Progeria Family Circle, Mlle Marjet
Stamsnijder)
INCLUSIONS:
• 1er enfant V1 : 6 octobre 2008
• 12 patients (7 filles, 5 garçons: 11 patients : 3‐12 ans et un 20 ans)
ASPECTS GENETIQUES:
‐ 11 enfants: heteroz. c.1824C>T (p.G608G) LMNA mutation: Δ50‐Prelamin A
/Progerin
‐ 1 adult patient : heteroz. LMNA c.1868C>G (p.T623S) : Δ35‐Prelamin A
PHENOTYPES
• 11 patients porteurs de la mutation G608G;
‐ 8 HGPS « classiques»
‐ 3 SEVERE, phénotypes néonataux
• 1 adulte avec un phénotype moins sévèreVasten®/Zometa® : Essai thérapeutiques HGPS
Inclusion criteria Exclusion criteria
- Molecular diagnosis of Progeria - Hypersensibilité à Pravastatine ou zometa
- Problèmes ou maladies hépatiques
- âge 3 ans.
-Creatininemia > 0.5 mg/dl ou 44 M
- Possibilité de venir sur Marseille
- Problèmes de dentitions recents
- Résident de l’union européenne - Galactosemie congénitale, problèmes
absorption glucose / galactose, déficit de
lactase
- Carte d’assurance maladie européenne
Pathologies incompatibles avec le
traitement
- Consentement des parents ou tuteur
- Participation à un autre essai
thérapeutiqueVasten®/Zometa® : Essai thérapeutiques HGPS
Critère de tolérance Critère d’efficacité
• Critère principal :
Evaluation clinique
• poids
• taille
Tests biologiques
• densité osseuse, métabolisme
- Fonction rénale
- Hépatique • Critère secondaire
- Musculaire
• risques cardiovasculaires
- Calcemie / phosphoremie
- ECG, echocardiographie
- Paramètres hématologiques
- épaisseur de l’intima-media de la carotide
- Evaluation de progéniteurs endothéliaux
- couche graisseuse abdominale (echography)
- dosage des leptines
- Moyenne du cholesterol total / HDL ratio
• Efficacité biologique
- Inhibition de farnesylation (HDJ2) sur PBMC
(WB) / prélamine A expression (ICC)
- Morphologie nucleaire (ICC)
Objectifs:
- aussi peu invasif que possibleVasten®/Zometa® : En cours de publication
5 ans depuis la découverte du gène jusqu’au montage de l’essai en France
pravastatin/zoledronate essai: résultats finaux attendus à la fin 2012 /debut
2013
ROME: Essai pour les patients MAD basé sur notre protocole
Bonne tolérance
• Pas événement à risque vital
Amélioration de plusieurs paramètres dans les critères d’efficacité
• majeurs: gain poids et meilleur métabolisme osseux
• secondaires: risques cardiovasculaires
• Retour positif des familles
Pas d’effet détectable sur la prénylation :
• Problème de doses?
• temps de prélèvement et traitement échantillons non adapté?Approches thérapeutiques - FTi
W E D I D I T! Fir st - e ve r Tr e a t m e n t
for Pr oge r ia D iscove r e d!!
Breaking News
September 24, 2012
W E D I D I T! Fir st - e v e r Tr e a t m e n t for Pr oge r ia Discove r e d!!
History has been made, with every child in the first-ever Progeria clinical drug trial showing
improvement in one or more areas of their condition, proving that the FTI drug lonafarnib is the
first known, effective treatment for children with Progeria.Approches thérapeutiques - FTi
Gain de poids:
9/25: ≥50% augmentation
6/25: ≥50% diminution Valeur normale chez des enfants ≥ 7 ans
10/25: stables
Paramètres secondaires:
- Pression artérielle et de la densité
carotidienne
- Augmentation de la rigidité du
squelette (densité osseuse, autres
mesures) “Areal bone mineral density (aBMD) demonstrated a clinically
significant ≥3% increase from pretherapy to end of therapy at
- Audition. one or more sites in 76% of children (19/25) compared with 40%
of the participants (10/25) who exhibited decreases at one or
Tous les patients ont montré une more sites”
amélioration
dans au moins un de ces paramètres.Vasten®/Zometa® : Quelles propositions après? Développement de nouvelles approches thérapeutiques ‐Validation et caractérisation / Etudes précliniqies in vitro et in vivo avec AONs (Collaboration C. Lopez‐Otin)) ‐Etudes des mécanismes d’épissages et identification de possibles cibles thérapeutiques (Collaboration J. Tazi) ‐ Criblage de nouvelles molécules en utilisant les iPS et technique de criblage à haut débit (collaboration M. Peschanski, i‐STEM) .
Création d’un modèle KI
LMNA KI G609G
Mécanismes
Essai therapeutique
physiopathologiquesPhénotype– KI LmnaG609G
G609G/G609G +/+
4 /5 mois
+/+ G609G/+
G609G/G609G
G609G/G609GPhénotype– KI LmnaG609G
PCaractérisation moléculaire– KI LmnaG609G
Lmna
+/+
Lmna
G609G/+
Lmna
G609G/G609G
Lamin A
Progerin
Lamin C
GAPDH
Heart Lung
Lamin A
Progerin
Lamin C
GAPDH
Spleen OvaryAccumulation de progérine – KI LmnaG609G
Problème de réparation de l’ADN marquage de γH2AX
Utilisation d’AONs http://mediaserver.aaps.org/meetings/2010NBC/Tuesday/Oligonucleotide-base_Therapeutics/Grundy.pdf
Utilisation d’AONs – Carlos Lopez-Otin
Diminuer la quantité de progérine
Exon 10 Exon 11 Exon 12
Lamin A
c>t
SD Lamin C polyA SA
*
(G609G)
SD SD SA Lamin A polyA
Morph. Morph. Progerin
Ex10 Ex11
Morpholino Ex11
Morpholino Ex10
SA: splicing acceptor
SD: splicing donor Seul notre modèle permet cette approcheUtilisation d’AONs – Carlos Lopez-Otin
Ex11 Ex10 Ex10/Ex11
µM 0 1 10 40 10 40 1 10 40
Progerin
Lamin C
30
Non treated
% Nuclear abnormalities
25
20
15
10
5
0
0 1 5 10 1 5 10 1 5 10 +/+
Ex10/Ex11 Ex11 Ex10 Ex10/Ex11Lmna et Zmpste24 modèles de progéria
Reference: 1st description
Model denomination construction phenotype (tissu hihgly affected)
model
Lmna K.O K.O Sullivan et al., 1999
GT/GT
Lmna Gene trap N. Kubben et al., 2011
Zmpste24 K.O K.O premature aging, lipodystrophy, muscle defect Pendas et al., 2002
Zmpste24 K.O K.O muscle weakness, multiple spontaneous bone fractures Bergo et al., 2002
LmnaL530P/L530P K.I ‐L530P premature aging Mounkes et al., 2003
LmnaH222P K.I‐H222P muscular dystrophy and dilated cardiomyopathy Arimura et al., 2005
Increased eosinophilia and fragmentation of cardiomyofibrils,
LmnaM371K Transgenic ‐ human lamin AM371K‐Flag Worman et al. 2006
nuclear pyknosis and edema
N195K
Lmna K.I‐N195K DCM‐CD1 Mounkes et al., 2005
K.I ‐ intron10 ‐150 pb exon 11 deleted ‐intron11
LmnaHG/HG premature aging (bone and …) Yang et al., 2006
deleted
LmnaBAC‐lamin : Transgenic ‐ human BAC 164Kb premature aging (vascular system) Varga et al., 2006
Transgenic ‐ human complete coding region of
LmnaK5‐tet‐Lamin premature aging (skin) Sagelius et al., 2008
lamin A, including exon 1‐11, intron 11 and exon 12
LmnaK14‐tet‐Lamin Transgenic‐human minigene (cDNA)‐Flag no phenotype Wang et al., 2008
LCO KI ‐intron 11 ‐150 pb exon11 ‐intron 11deleted no phenotype L.G fong et al., 2006
LmnanHG/+: K.I on HG model : CSIM mutated in SSIM premature aging Yang et al., 2008
LmnaggHG/+: K.I on HG model : CSIM mutated in CSIL premature aging Davies et al. 2009
K.I ‐ intron 10 del ‐exon 11 present‐intron11
LmnaPLAO no phenotype Davies et al. 2010
deleted
LmnanPLAO K.I on LmnaPLAO : CSIM mutated in SSIM no phenotype Davies et al. 2010
LmnaLAO K.I ‐ Stop at the second ZMPSTE24 clivage site no phenotype Coffinier et al., 2010
Dhe Spontaneous mutation bone density reduced and craniofacial abnormalities Odgren et al., 2010
LmnaHGcsm K.I on HG model : CSIM mutated in CSM no phenotype Yang et al., 2011
LAKI model: K.I ‐ G609G premature aging vascular system and bone density reduction Osorio et al., 2011
LmnaR482Q K.I ‐R482Q FPLD (adipose tissue) Wojtanik et al., 2009
∆K32
Lmna K.I ‐DelK32 striated muscle maturation delay and severe metabolic defects Bertrand et al., 2012
R298C no obvious phenotype but molecular defects in peripheral nerve
Lmna K.I ‐R298C Poitelon et al., 2012
tissueApproches pharmacologiques: Rapamycin Rapamycin active autophagie :inhibition de la voie mTOR (mammalian Target Of rapamycin). Immunosupresseur , anticancereux Régule synthèse protéine, croissance cellulaire, organisation du cytosquelette
Approches pharmacologiques: Rapamycin
Rapamycin active autophagie :inhibition de la voie mTOR (mammalian Target
Of rapamycin). Immunosupresseur , anticancereux
Régule synthèse protéine, croissance cellulaire, organisation du cytosquelette
• Augmentation de la durée de vie chez plusieurs espèces .
• Effets bénefiques dans plusieurs maladies dégénératives
Augmentant la dégradation de protéines mal repliées aggrégées
ACTIVATION DE L’AUTOPHAGIE
Données in vitro:
En faveur d’un passage rapide à un
essai cliniqueApproches pharmacologiques: Rapamycin
glucose
IGF
P
mTOR rpS6 Synthèse protéine
Autophagie
LC-IIApproches pharmacologiques: Rapamycin
LOW glucose
LOW IGF
AMP ++
glucose
IGF
P
Ampkα
P
mTOR rpS6 Synthèse protéine
Autophagie
LC-IIApproches pharmacologiques: Rapamycin
LOW glucose
LOW IGF
AMP ++
glucose
IGF
P
Ampkα
P
mTOR rpS6 Synthèse protéine
Rapamycine
Autophagie
LC-IIApproches pharmacologiques: Rapamycin
Immunosuppression et risque de cancers…
Hypercholestérolémie !
T
Inhibe l’adipogenèse in vitro et in vivo
ACTIVATION de l’autophagie dans un système où
elle est déjà suractivée?
Zmpste24-/- : réponse systémique métabolique activé (restriction calorique)
IGF , glucose et leptine, GH élevée
Autophagie activéeApproches pharmacologiques: Rapamycin
Immunosuppression et risque de cancers…
Hypercholestérolémie !
T
Inhibe l’adipogenèse in vitro et in vivo
ACTIVATION de l’autophagie dans un système où
elle est déjà suractivée?
Zmpste24-/- : réponse systémique métabolique activé (restriction calorique)
IGF , glucose et leptine, GH élevée
Autophagie activée
Retrouvée dans plusieurs modèles présentant défauts réparation ADNApproches pharmacologiques: Rapamycin
• 8 souris traitées Rapamycin vs 8 Placebo Weight at 3
20 months
• diminution de la durée de survie de 1 mois environ
15
Weight (g)
• Perte de poids plus importante chez les souris traitées.
10
• Pas de diminution des quantités de progérine.
5
0
Toxicité vient probablement d’une dose forte
Treated Untreated
Weight at 4 months
***
Nécessité de refaire une étude plus complète avec des
analogues et doses plus faibles.
AVANT TOUT TRANSFERT CHEZ L’HOMME
Treated Untreated
** : PApproches pharmacologiques: Rapamycin
Progéria, pathologie à part dans le cadre des laminopathies
Rationnel: Inhibition de l’autophagie
Pas d’inhibition de l’autophagie
Restaurée par la Rapamycine Attention à la suractivation
Amélioration du phénotypeTRAVAIL EN COURS
Modèle KI Lmna G609G/G609G
1. VALIDATION DU MODELE KI (autres expériences prévues)
o Modifications épigenetiques
o capacités de réparation de l’ADN
o explorations métaboliques et vasculaires (aorte)
o rôle de formes farnésylées dans la réparation membranaireTRAVAIL EN COURS
Modèle KI Lmna G609G/G609G
1. VALIDATION DU MODELE KI (autres expériences prévues)
o Modifications épigenetiques
o capacités de réparation de l’ADN
o explorations métaboliques et vasculaires (aorte)
o rôle de formes farnésylées dans la réparation membranaire
2. DIVERSIFICATION DES APPROCHES THERAPEUTIQUES , à partir d’une même base
de traitement : alendronate+pravastatine :
Combinaison ZoPra + AONs
Après criblage de nouvelles molécules
Autre essai in vitro et in vivo.
- CHOIX ET UTILISATION DE MARQUEURS D’EFFICACITE POUR COMPARER LES
APPROCHES
o micro ARNTRAVAIL EN COURS
Modèle KI Lmna G609G/G609G
1. VALIDATION DU MODELE KI (autres expériences prévues)
o Modifications épigenetiques
o capacités de réparation de l’ADN
o explorations métaboliques et vasculaires (aorte)
o rôle de formes farnésylées dans la réparation membranaire
2. DIVERSIFICATION DES APPROCHES THERAPEUTIQUES , à partir d’une même base
de traitement : alendronate+pravastatine :
Combinaison ZoPra + AONs
Après criblage de nouvelles molécules
Autre essai in vitro et in vivo.
- CHOIX ET UTILISATION DE MARQUEURS D’EFFICACITE POUR COMPARER LES
APPROCHES
>> DESIGN D’UN NOUVEAU PROTOCOLE THERAPEUTIQUE PROPOSANT AUX
ENFANTS LE TRAITEMENT LE PLUS EFFICACE basé sur les données pré-cliniques.TRAVAIL EN COURS
Hétérogénéité clinique dans HGPS
LMNA c.1824C>T (p.G608G) mutation récurente
Formes classiques Formes néonatales HGPS
(Sevenants et al. 2005, etc…)
VS
1 YR 12 YR
1 YR
Gènes Modificateurs
(?)TRAVAIL EN COURS
Nouveaux syndromes progéroïdes
Hallermann‐Streiff Wiedemann‐Rautenstrauch
(9 patients +/‐ parents) (3 patients +/‐ parents)
Séquençage complet du génomePourquoi étudier les maladies rares?
• Etudes de maladies rares peut mettre en évidence des mécanismes
présents dans des conditions physiologiques
Fermeture du ductus arteriosus (DA) à la naissance
Expression à ce moment précis de progérine
Bokenkamp et al. PLOS one, 2011Pourquoi étudier les maladies rares?
• Etudes de maladies rares peut mettre en évidence des mécanismes
utiles pour des maladies plus fréquentes
Mécanismes patho-physiologiques mis en évidences dans la progéria
- HIV sous anti-protéases
- Parallèle avec le vieillissement Physiologique
Progérine présente en faible quantité dans biopsies de peau et artères de
personne agées.
Résultats discutables.
Scaffidi et Mistelli, Science. 2006 Olive et al, Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2010Mots de conclusions sur les Laminopathies
• Un gène LMNA ubiquitaire des maladies tissus spécifiques
• Un gène traduisant variabilité clinique extraordinaire
LMNA 12 pathologies différentes
+ phénotypes intermédiaires
Variabilité intra-familiale
• Laminopathies primaires secondaires Envelopathies
• Rôles des lamines et partenairesMots de conclusions sur les Laminopathies
Schéma de 2007.
Nouveaux partenaires
Nouveaux rôlesMots de conclusions sur les Laminopathies
• Un gène LMNA ubiquitaire des maladies tissus spécifiques
MECANISMES DIFFERENTS…
• Un gène traduisant variabilité clinique extraordinaire
LMNA 12 pathologies différentes
+ phénotypes intermédiaires
Variabilité intra-familiale
• Laminopathies primaires secondaires Envelopathies
• Rôles des lamines et partenaires
Réseau des « Laminopathes » - G. Bonne
Conférences annuelles
Regroupe les chercheurs européens travaillant sur les laminopathies
Présentations et échanges sur les résultats et collaborationsMots de conclusions sur la recherche
• Travail d’équipe – Echanges - Collaborations
- G. Bonne (Paris)
- M. Pechansky (Evry)
- C. Lopez-Otin (Espagne)
- G. Novelli (Italie), etc….
• Réponse à des appels d’Offres Nationaux, Européens
- Inserm
- ANR
- Union Européenne
- PHRCs
• Travail Passionnant
- Idées – lectures d’articles, congrès, discussions
- Mettre en place des protocoles
- Expériences
- Vérifications
- Présenter ses résultats et se confronter à la critique
- Ecriture d’articles
- Rédaction de projets
- Enseignement, ……………Travail de toute une vie
Cau P. et al., 2014Inserm U910/Département de Génétique Médicale
et biologie cellulaire/
CPCET‐ La Timone
Marseille
Nicolas Lévy et Pierre Cau Oviedo University
Ignacio Varela Progeria Family Circle
Annachiara De Sandre‐Giovannoli Fernando Osorio Marjet Stamsnijder
Claire Navarro Carlos Lopez‐Otin
Catherine Bartoli
Andrée Robaglia‐Schlupps
Racha Fayek
Karim Harhouri
Danielle Depetris
Nathalie Da Silva
Sabine Sigaudi I‐Stem, Evry
Patrice Bourgeois Xavier Nissan
Marc Peschanski
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