LES AVANCEES DE LA RECHERCHE

Dans cette rubrique, nous vous tenons régulièrement informés des plus importantes pistes de recherche concernant la drépanocytose. N'hésitez pas à partager vos réactions (drepavie@mail.com).

Transfusion de globules rouges générés in vitro

Des chercheurs français ont injecté pour la première fois à un patient des globules rouges générés à partir de ses propres cellules souches hématopoïétiques prélevées dans la moelle osseuse. La génération de globules rouges in vitro grâce aux biotechnologies représente une alternative intéressante aux produits de transfusion classiques car elle tient compte du phénotype particulier des produits sanguins et réduit le risque d'infection, expliquent Marie-Catherine Giarratana de l'unité UMR S938 Inserm/Université Paris VI à l'hôpital Saint-Antoine (AP-HP) à Paris et ses collègues. Son application pourrait concerner directement en France les personnes ayant des groupes sanguins rares et les patients régulièrement transfusés qui tendent à devenir poly-immunisés contre tous les globules rouges qui leur sont injectés, ainsi que les patients des pays en voie de développement. Le Pr Luc Douay a indiqué qu'il envisageait de constituer un pool de cellules souches pluripotentes permanent pouvant être différencié de manière spécifique pour tous les patients, ce qui permettrait de "couvrir 99% des besoins avec seulement trois types de sang". Les chercheurs expliquent avoir cultivé des cellules souches hématopoïétiques pendant trois semaines dans un milieu adapté contenant des facteurs de croissance spécifiques. Après prolifération et différenciation en réticulocytes, les 100 milliards de cellules obtenues ont été réinjectées chez le patient pour poursuivre leur maturation complète en globules rouges. In vivo, elles ont expulsé leur matériel génétique et acquis une forme biconcave. Les chercheurs ont obtenu une population de globules rouges fonctionnels, en termes de déformation, de contenu d'enzymes et de capacité de leur hémoglobine à lier l'oxygène de manière réversible. Ils expriment les antigènes relatifs à leur groupe sanguin. Leur taux de survie dans la circulation sanguine du donneur est de 94% à 100% après cinq jours et de 41% à 63% après 26 jours, selon les échantillons prélevés, soit une durée de vie similaire à celle des globules rouges "natifs", ce qui atteste de leur qualité et de leur fonctionnalité, selon les auteurs. Ces résultats établissent la preuve de principe d'une transfusion de globules rouges générés in vitro. Une approche similaire pourrait être menée in vivo avec les cellules de cordon ombilical car elles possèdent une capacité de prolifération bien supérieure à celles des autres cellules souches adultes, commentent les chercheurs. Source : Giarratana et al, Blood. 2011 Sep 1

Les porteurs « AS » présentent-ils aussi des symptômes ?

Dans le monde, le nombre de porteurs du trait drépanocytaire (le fait d'être AS) est estimé à environ 300 millions. Il y a une controverse de longue date quant à savoir si le trait drépanocytaire (AS) devrait être considéré comme un état de porteur bénin, ou comme un phénotype de maladie intermédiaire. Parce que le trait est régulièrement détecté par le dépistage néonatal de la drépanocytose, un consensus sur cette question devient impératif afin de fournir les meilleurs conseils médicaux aux AS. Le dépistage des athlètes a été recommandé par des institutions sportives aux Etats-Unis, afin de confirmer leur statut de porteur s'il n'est pas déjà connu. L'objectif déclaré de cette recommandation était d'empêcher l'exercice liés à la mort subite chez les athlètes AS. De nouvelles informations ont émergé pour quelques-unes des complications signalées des AS : la maladie thromboembolique veineuse et les manifestations rénales.

Globalement, les AS ne sont ni des porteurs totalement bénins, ni des malades, mais ils présentent plutôt un facteur de risque de certains effets indésirables qui résultent de l'interaction entre les influences génétiques et environnementales. La thromboembolie veineuse et les maladies rénales sont parmi les manifestations soumises à réévaluation. A l'heure actuelle, les résultats ne sont pas encore définitifs. Jusqu'à ce que ces observations soient confirmées, le dépistage néonatal permettant d'identifier les individus AS doit être poursuivi pour permettre de mieux caractériser les conséquences de la présence du trait, qui est d'une importance primordiale pour fournir un meilleur conseil sur les risques sanitaires associés.

Source : Hematology Am Soc Hematol Educ Program. 2010;2010:418-22

Pourquoi est-il mieux d´être « AS » que « AA » ?

La mutation génétique qui entraîne l'anémie falciforme a deux conséquences. Les personnes qui portent une seule copie de l'allèle mutant d'hémoglobine (AS) ne développent pas la maladie de la drépanocytose, et ils présentent une plus grande résistance au paludisme. C'est peut-être parce que, malgré le fait de ne pas développer la maladie à part entière, leur sang exerce encore des effets de l'allèle muté « S ». Plusieurs équipes en collaboration (Portugal, France, Allemagne) ont récemment analysé la chaîne des événements qui relient la pathologie d'une copie de l'hémoglobine mutante à la défense contre le paludisme, dans un récent article du journal « Cell » daté du 29 avril 2011. En voici les points principaux, que je résume ici.
Les souris qui expriment une variante du gène de l'hémoglobine « S » humaine (en gros, les souris « AS ») sont moins susceptibles de développer un paludisme cérébral que les souris normales, en dépit d´une charge parasitaire similaire. L'effet protecteur est attribué l´oxygénase de l´hème 1 (HO-1), une enzyme qui métabolise l´hème libre pour générer du monoxyde de carbone. La souris avec l'allèle drépanocytaire « AS » a tendance à produire plus d'hème libre, ce qui entraîne l'induction de HO-1 afin de supprimer cet hème, ce qui génère alors plus de monoxyde de carbone, qui à son tour, se fixe à l'hémoglobine et la stabilise, avec comme effet d´ensemble une pathologie immunitaire et un stress oxydatif réduits. Contrairement à de nombreuses stratégies de défense, qui permettent de réduire la charge de pathogène, cette stratégie permet à l'hôte d´être plus tolérant à l'infection.
La nouveauté de cette recherche est le fait que l´on comprend mieux pourquoi les AS sont plus résistants au paludisme que les AA. L´intérêt est que l´on sait maintenant que la modulation du système HO-1 peut être une voie de thérapie des affections sévères du paludisme.
Rien de nouveau ici sur la drépanocytose, mais on voit ici pourquoi il est mieux d´être « AS » que « AA » lorsqu´on est atteint de paludisme, et que le fait de porter l´allèle « S » n´est pas une malédiction, mais bien une bénediction.

Source : Cell - 29 April 2011 (Vol. 145, Issue 3, pp. 398-409)

Un article plus récent, en collaboration entre des équipes de Heidelberg (Allemagne) et de Ouagadougou (Burkina Faso), publié par Marek Cyrklaff et ses collègues, explique plus précisément comment les hémoglobines S et C (retrouvées chez les sujets drépanocytaires) protègent contre les formes sévères de paludisme : le parasite pénètre dans les globules rouges, et produit des substances qui sont transportées à la surface de ces globules rouges. Les hémoglobines S et C bloquent ce transport. Source : Science Express (10 novembre 2011)

Un nouveau traitement contre la douleur

La synthèse de conolidine, un composé naturel rare, a permis d´effectuer les premières études de ses propriétés pharmacologiques. La conolidine est un analgésique qui semble avoir un mécanisme d'action inhabituel.
Certains des analgésiques les plus puissants, tels que la morphine, l'hydrocodone et l'oxycodone, appartiennent à la famille d'analgésiques des opioïdes. Malheureusement, l'exposition prolongée à ces analgésiques opioïdes peuvent causer plusieurs effets secondaires indésirables, y compris la dépendance physique et psychologique. En conséquence, on doit identifier de nouveaux analgésiques présentant des mécanismes biologiques différents des opioïdes et des effets secondaires moindres. Dans cet esprit, une équipe de chimistes dirigée par Glenn Micalizio a uni ses forces avec un groupe de neuroscientifiques, dirigée par Laura Bohn, pour synthétiser et étudier les propriétés analgésiques d´un composé naturel rare appelé conolidine. Leurs résultats prometteurs, rapporté dans Nature Chemistry, pourrait ouvrir la voie pour le développement de nouveaux analgésiques non opioïdes. Source : Tarselli, M. A. et al. Nature Chem. 3, 449–453 (2011)

Hydroxyurée et traitement alternatif

Le blocage de KLF1 permet d'augmenter le taux d'hémoglobine foetale
Deux articles scientifiques ont été publiés dans le journal Nature Genetics en septembre 2010 concernant le gène KLF1, impliqué dans l´activation de l´hémoglobine adulte (HbA) et dans la répression de l´hémoglobine foetale (HbF). Lorsque les chercheurs bloquent partiellement l´activité de ce gène (KLF1) chez la souris, celle-ci exprime l´hémoglobine foetale HbF de facon beaucoup plus importante chez l´adulte. Et un effet similaire a été observé dans des cellules humaines. Ces études sont le point de départ d'une piste à suivre : si le blocage partiel de ce gène dans les souris drépanocytaires améliore leur état, on pourrait rechercher un traitement aurait le même effet chez l´homme. Le travail est encore long, mais la piste semble intéressante... Effectivement, on sait que certains drépanocytaires qui font peu de crises présentent beaucoup plus d´HbF que la normale. D'autre part, l'hydroxyurée a aussi pour conséquence d'augmenter le taux d'HbF : il s'agirait donc de développer un traitement alternatif à l'hydroxyurée. Sources : Nat Genet. 2010 Sep;42(9):742-4. Nat Genet. 2010 Sep;42(9):801-5

Le blocage de BCL11A permet d'augmenter le taux d'hémoglobine foetale et corrige la drépanocytose chez la souris adulte
Dans un article publié dans Science en octobre 2011, les auteurs montrent que le répresseur BCL11A est nécessaire in vivo pour bloquer l´expression de la γ-globine chez les animaux adultes. BCL11A sert de barrière à la réactivation de l'HbF par des agents inducteurs de HbF connus. Pour vérifier que BCL11A représente une cible thérapeutique potentielle, les auteurs montrent que l'inactivation de BCL11A dans des souris drépanocytaires corrige les défauts hématologiques et pathologiques associées à la drépanocytose, par une induction très forte d´HbF. Ainsi, l'interférence avec l´extinction de l'HbF, par la manipulation d'une protéine cible unique est suffisante pour corriger les symptômes de la drépanocytose.
Source : Jian Xu et collègues. Science Express, 4 octobre 2011

On pourrait donc essayer de cibler BCL11A ou KLF1 (qui agissent de concert) pour créer des traitements alternatifs à l´hydroxyurée, qui auraient une action plus spécifique sur l'augmentation de l'HbF.

L´hydroxyurée chez les très jeunes enfants
L'hydroxyurée représenterait un traitement de choix pour tous les très jeunes enfants atteints de drépanocytose, qu'ils aient ou non des symptômes. Une étude multicentrique, en double aveugle, randomisée contrôlée par les Etats-Unis qui ont suivi les patients pendant 2 ans a démontré que les sujets traités par hydroxyurée présentaient des avantages significatifs au niveau clinique par rapport à ceux traités par placebo. Par exemple, parmi ceux traités par placebo, la douleur était deux fois plus fréquente, la dactylite a été cinq fois plus fréquente, et le syndrome thoracique a été trois fois plus élevé. En outre, l'hospitalisation et les transfusions étaient plus fréquents. Fait intéressant, plusieurs de ces paramètres ont été améliorés dans une proportion semblable à celle observée dans la précédente étude multicentrique randomisée de l'hydroxyurée chez les adultes publiée il y a 15 ans. Source : Lancet. 2011 May 14; 377(9778):1663-72

Le pomalidomide pourrait potentiellement remplacer l´hydroxyurée
Cette étude décrit l'utilisation d'une nouvelle thérapie encourageante : le pomalidomide pour le traitement de la drépanocytose. L'hydroxyurée représente une thérapie efficace de la drépanocytose, en conduisant à l'augmentation de l'hémoglobine fœtale, mais l'hydroxyurée induit également une diminution des leucocytes, par un mécanisme encore mal compris. Une publication du groupe de Abdullah Kutlar du “Medical College of Georgia” et ses collègues de l'Université “Wayne State” de Detroit, en collaboration avec les sociétés Celgene et Novartis, démontre maintenant que le médicament immunomodulateur pomalidomide entraîne une augmentation de l'expression d'hémoglobine fœtale similaire à l'hydroxyurée, et ceci sans myélosuppression associée à la prise d´hydroxyurée. La thérapie au pomalidomide n´entraînait aucune réduction de la production de globules rouges et, chez sept patients, on a pu observer une amélioration de l´anémie associée à la drépanocytose et la disparition de besoin de transfusion. Cet effet a été également reproduit dans la souris drépanocytaire transgénique exprimant à la fois le gène de la drépanocytose et le gène humain de l'hémoglobine fœtale. Cette évolution surprenante est pour le moment incomprise au niveau moléculaire, mais ce traitement représente une nouvelle thérapie potentiellement intéressante. Il faut maintenant valider le pomalidomide au niveau de son efficacité et de son inocuité, dans les essais randomisés comparant pomalidomide et hydroxyurée. Source : Blood. 2011 Jul 28; 118(4):1109-12

Evaluation positive de la thérapie génique

L´utilisation de certains vecteurs viraux comme outil pour corriger les gènes touchés dans le cadre de la thérapie génique a entraîné lors les premiers essais (il y a une dizaine d´années) l´apparition de cancers chez les patients traités, ce qui a conduit à stopper de tels essais cliniques.
Une alternative a été d´utiliser des vecteurs dérivés de lentivirus, qui se sont avérés meilleurs sur des tests animaux. La première utilisation de ces vecteurs chez l´homme a eu lieu l´année dernière, pour le traitement de deux patients atteints d´une maladie nerveuse, et cette fois il n´y a pas eu de cancer. Et aujourd´hui, voici le premier transfert de gènes pour une maladie de l´hémoglobine utilisant ce type de vecteur, résultat de 30 années de recherches fondamentales et précliniques impliquant de nombreux laboratoires.
En 2007, on a pris les cellules souches hématopoiétiques d´un patient (un homme de 18 ans bêta-thalassémique) et on les a modifiées avec un vecteur lentiviral portant le gène sauvage de la bêta-globine (pour rappel, il s´agit du même gène touché dans la drépanocytose). Comme pour les greffes de moëlle, le patient a été traité par chimiothérapie pour éliminer toutes les cellules souches hématopoiétiques "malades" de son corps. Les cellules souches modifiées ont été transplantées, et ont conduit à l´apparition progressive de cellules sanguines normales. Un an après le traitement, le patient n´a plus eu besoin de transfusions sanguines. 3 ans après, c´est-à-dire maintenant, il reste seulement légèrement anémique.
Cependant, certaines des cellules modifiées implantées se sont multipliées plus rapidement que les autres : le patient pourrait éventuellement développer une leucémie (mais pas forcément), ce qui nous rappelle que la thérapie génique est encore à un stade précoce. Cela représente quand même une avancée majeure pour le traitement de la drépanocytose.

Source : Nature. 2010 Sep 16;467(7313):318-22.

Blocage de la signalisation de l'adénosine pour traiter la drépanocytose

Une nouvelle stratégie pour le traitement de la drépanocytose serait le blocage de la voie de signalisation de l'adénosine. Une étude de profilage métabolomique suggère que les taux d'adénosine sont élevées chez les patients drépanocytaires, et dans un modèle rongeur de la maladie. Des études biochimiques font le lien entre le taux d'adénosine, la falciformation des érythrocytes et l'hémolyse, par l'induction de 2,3-diphosphoglycérate (DPG). En mesurant l'hypoxie induite par le DPG sur les animaux dépourvus de récepteurs à adénosine, cet effet est lié au sous-type de récepteur A2b. Le traitement des animaux drépanocytaires avec de l´adénosine désaminase pégylé (PEG-ADA) améliore les symptômes de la maladie. Une approche plus spécifique impliquant l'utilisation d'antagonistes du récepteur A2b-sélectif (qui sont connus) fournirait une efficacité similaire avec un profil de sécurité amélioré, mais un antagoniste A2b-R n'a pas encore été testé dans ce modèle.

Source : Nat Med. 2011 Jan; 17(1):79-86

Bénéfice du Doppler transcrânien pour la prévention des AVC

Ce travail apporte la preuve concrète concernant le bénéfice de l'échographie par Doppler transcrânien (DTC) associée à une transfusion, pour la prévention des AVC chez les enfants atteints de drépanocytose et est la première à évaluer l'impact d'un dépistage et d'une intervention précoce. Les auteurs décrivent l'expérience de leur centre, sur un suivi de près de huit ans, avec une stratégie de prévention de la vasculopathie cérébrale chez les enfants atteints de drépanocytose. Les patients ont été criblés par échographie par DTC à un âge très jeune. Les patients ont ensuite été transfusés s'ils avaient un DTC anormal, traités à l'hydroxyurée s'ils étaient symptomatiques sans macrovasculopathie, et ont subi une transplantation de cellules souches si un donneur compatible était disponible. A l'âge de 18 ans, le risque d'AVC était 5 fois moindre de ce qui était rapporté dans les publications. Cependant, le risque d'AVC silencieux reste encore élevé. Ainsi, ce document souligne les avantages potentiels du dépistage précoce par DTC. La persistance d'un taux élevé d'AVC silencieux reflète la complexité de la vasculopathie dans la drépanocytose et la nécessité de poursuivre les recherches. Source : Blood. 2011 Jan 27; 117(4):1130-40