Etude de l’efficacité et de la tolérance d’une thérapie génique dans le modèle canin de la Mucopolysaccharidose de type IIIB (Maladie de Sanfilippo B)

La mucopolysaccharidose de type IIIB (MPSIIIB), ou maladie de Sanfilippo B, est une maladie rare dite de surcharge lysosomale, et qui affecte 0.7 à 1.8 nouveau-nés pour 100000 naissances en Europe. La maladie survient lorsque des enzymes nécessaires à la dégradation et au stockage de molécules de sucres complexes font défaut à l’organisme : ainsi le déficit d’une enzyme nommée l’α-N acétylglucosaminidase (NaGlu), requise dans la voie de dégradation du sucre, l’héparane sulfate, engendre une accumulation toxique de ce dernier dans de nombreux organes dont le foie, la rate et surtout le cerveau. La maladie de Sanfilippo B est caractérisée par une atteinte sévère du Système Nerveux Central (SNC). La maladie débute le plus souvent entre 2 et 6 ans avec un retard du développement psychomoteur, des troubles du comportement, un défaut d’attention, une hyperactivité et une agressivité. La régression des acquisitions intellectuelles est rapide et sévère et dans la phase finale, ils deviennent grabataires, perdent tout contact avec leur entourage et développent une encéphalopathie profonde. Le décès survient généralement au décours d’une surinfection respiratoire. L’espérance de vie des enfants atteints de cette pathologie est de l’ordre de 15 à 20 ans. Actuellement, aucun traitement approuvé ne peut aboutir à la guérison. Les seuls soins apportés visent à traiter les complications liées à la maladie et améliorer la qualité de vie des malades et de leur entourage. Le produit de thérapie génique que nous souhaitons tester vise à corriger le déficit de l’enzyme NaGlu à l’origine de la maladie. L’objectif principal de ce projet est de réaliser une étude de biodistribution, d’efficacité et d’évaluation de la tolérance chez le modèle animal du chien MPSIIIB après administration combinant une injection intracérébrale et une injection intraveineuse (IV) du produit de thérapie génique, sur un suivi de 3 mois et de 12 mois post-injection.

Le syndrome de Sanfilippo est la conséquence d’une accumulation de molécules d’un sucre, l’héparane sulfate, partiellement dégradées, dans les tissus de l’organisme. Ceci est le fait d’une mutation génétique qui affecte l’activité d’une enzyme, l’α-N acétylglucosaminidase (NaGlu), nécessaire pour la dégradation de l’héparane sulfate. Ces molécules mal dégradées, qui ne peuvent pas être éliminées, entravent le développement normal du cerveau puis détruisent les cellules du cerveau. Les premiers symptômes de la maladie associent un retard du développement cognitif associé à une hyperactivité, un comportement autistique et des troubles du sommeil. Ils apparaissent habituellement avant l’âge de 3 ans. Par la suite, l’atteinte neurologique entraîne une déficience intellectuelle et une réduction des capacités motrices qui aboutissent à la perte d’autonomie vers l’âge de 10 ans et un décès survenant le plus souvent entre 10 et 20 ans. Actuellement, cette pathologie est incurable, le traitement n’est que symptomatique. L’évaluation d’approches thérapeutiques reste donc essentielle pour évoluer vers la mise en place d’un réel traitement curatif pour ces patients. La thérapie génique est une des approches prometteuses qui permettrait de traiter la cause moléculaire de la maladie. Pour évaluer de telles approches thérapeutiques, avoir un modèle animal pertinent est nécessaire pour pouvoir réaliser des études précliniques nécessaires (preuves de concept de l’efficacité des produits thérapeutiques, études de dose…). Le présent projet vise à évaluer l’efficacité d’un traitement de thérapie génique sur des chiens atteints de la maladie. C’est une étape essentielle dans le développement préclinique qui permettra à terme de proposer un traitement curatif aux patients atteints. Elle permettra ainsi de générer toutes les données précliniques telles que les données de biodistribution du produit de thérapie génique dans le cerveau et les organes périphériques des animaux injectés, l’étude histologique, mais aussi la tolérance globale de cette approche avec le suivi IRM (Imagerie par Résonance Magnétique), les données des bilans biologiques sanguins et de dosage de biomarqueur spécifique. Le but global de l’étude étant de soutenir la demande d’un essai clinique de phase I/II chez les patients souffrant de la maladie de Sanfilippo.

Chaque animal inclus dans cette étude sera soumis aux interventions suivantes : – Une procédure d’injection intra-cérébrale et intraveineuse concomitante, effectuées par des spécialistes sous anesthésie générale et analgésie. Durée intervention : environ 4h – Des prélèvements sanguins effectués soit vigiles sous légère contention (animaux sociabilisés et habitués aux manipulations) soit sous anesthésie (anesthésie destinés aux autres gestes décrits). Pour un total de 7 prélèvements sanguins pour les animaux suivis 3 mois, et 10 pour les animaux suivis 12 mois. Durée de l’acte : environ 5 min – Des prélèvements du liquide céphalo rachidien (LCR) seront effectués par ponction, soit au niveau lombaire, soit au niveau atlanto-occipital. Ils seront réalisés par des vétérinaires spécialistes sous anesthésie générale et analgésie. Pour un total de 6 prélèvements pour les animaux suivis 3 mois, et 9 pour les animaux suivis 12 mois. Durée de l’acte : environ 10-15 minutes – Des imageries par résonnance magnétique (IRM) qui seront faites sous anesthésie générale et analgésie. Pour un total de 4 examens pour les animaux suivis 3 mois, et 5 pour les animaux suivis 12 mois. Durée de l’acte : environ 1h30 – Un traitement immunosuppresseur tout au long de l’étude par administration orale de corticostéroïdes et d’un immunosuppresseur

– L’injection du vecteur thérapeutique par voie intraveineuse et les prélèvements sanguins sont des gestes peu invasifs pour lesquels aucun effet indésirable est attendu. Ces 2 actes seront réalisés lors des anesthésies prévues pour les autres gestes. – L’injection du vecteur thérapeutique par voie intracérébrale (IC) sera réalisée par des neurochirurgiens experts et maitrisant cette technique. Elle se fera sous anesthésie générale et analgésie. Avec ce protocole et par les expériences passées, il n’est pas attendu de réaction douloureuse. – Les IRMs, examens non invasifs, seront réalisées sur les animaux anesthésiés – La ponction de LCR sera réalisée par des vétérinaires spécialistes maitrisant ce geste technique sous anesthésie et analgésie adaptées. Il n’est pas attendu d’effet indésirable. – Afin de limiter toute réaction inflammatoire au moment des injections d’AAV, un protocole d’immunosuppression sera mis en place, à base de corticoïdes de façon temporaire (D-1 à D+8) et d’un immunosuppresseur tout au long de l’étude . Il n’est pas attendu d’effet secondaire à ce traitement. -Le phénotype ne devient dommageable qu’après 15 mois. L’évolution de la maladie est très lente. Si le phénotype se déclarait, il restera léger au vu de la période de suivi des animaux.

Les 10 animaux concernés par la procédure décrite dans ce projet seront suivis 3 mois ou 12 mois puis mis à mort pour prélèvements de tissus post-mortem. La mise à mort de tous les animaux est nécessaire pour obtenir les prélèvements de tissus afin de réaliser les analyses moléculaires et histologiques nécessaires au projet. Ces analyses ne peuvent se faire du vivant de l’animal.

La race de chien choisie (mix beagle et fox hound) est naturellement prédisposée à la même mutation génétique que chez l’homme lors de la Mucopolysaccharidose de type III B. Elle conduit comme chez l’homme au développement anormal du cerveau et à des troubles moteurs. Le choix de l’espèce est également basé sur son homologie avec l’homme, au niveau des plans anatomiques et fonctionnels du système nerveux central (SNC) et du point de vue immunitaire (tolérance semblable). Dans l’étude clinique, les enfants seront traités entre 4 et 12 mois. Les animaux seront injectés à l’âge de 3 mois. C’est un âge auquel les animaux sont considérés comme « juvéniles », et mimant donc le stade auquel des patients atteints du syndrome de Sanfilippo pourraient être injectés lors d’un futur essai clinique (enfants de moins de 5 ans). Les animaux injectés seront ensuite suivis sur une durée de soit 3 mois, soit 12 mois après injection pour documenter l’efficacité du traitement à 2 temps différents. Ce planning nous permettra d’effectuer l’intégralité du protocole chez tous les animaux inclus, sans atteindre un âge critique où la dégradation de l’état de santé due à la maladie pourrait devenir sévère. En effet, cette maladie de surcharge est associée à une dégradation progressive de l’état général de l’animal. Cette dégradation peut devenir visible (troubles locomoteurs, troubles cognitifs) pour les animaux au delà de 15 mois.