THESE DE DOCTORAT DE L'UNIVERSITE PARIS 6 Capucine ...

1. Introduction au transfert de gène 13
de maladies infectieuses en rendant des cellules cibles résistantes à un virus ou productrices de
protéines antivirales.
Etudier la fonction d’un gène : au cours des dernières années, un nombre impressionnant
de gènes ont été découverts grâce au séquençage et au décriptage progressif du génome de
nombreuses espèces. Il s’agit donc maintenant de trouver les fonctions de ces gènes.
«Gene farming» : De nombreuses molécules pharmaceutiques sont des protéines complexes
obtenues par culture de cellules génétiquement modifiées. Dans certains cas, le procédé
de production est très coûteux et la fabrication de médicament par ce biais est dans la pratique
impossible. Pour contourner ce problème, une stratégie consiste à faire produire ces protéines
complexes par des animaux [7].
Aujourd’hui l’évolution de la thérapie génique repose essentiellement sur le développement de
systèmes de transfert de gène : ils doivent être sûrs, efficaces et capables d’exercer leur fonction
sur de nombreux types cellulaires.
1.3 Les cellules cibles
Les seules cellules traitées sont les cellules somatiques et selon l’indication souhaitée le transfert
de gène peut se faire par deux approches conceptuellement différentes : «ex vivo» et «in
vivo». Un traitement ex vivo implique un prélèvement des cellules du patient, leur modification
par transfert de gène puis leur réinjection chez le patient. Un traitement in vivo implique une
injection directement au patient. L’administration se fait soit par voie locale (injection directe
dans le tissu à traiter ou instillation pulmonaire) soit par voie systémique (injection intraveineuse).
L’administration locale présente l’avantage de concentrer l’ADN thérapeutique dans le
tissu cible (muscle, tumeur, poumon, peau par exemple) et d’éviter ainsi une trop grande perte
d’ADN. L’administration systémique est moins utilisée car elle pose un problème de ciblage cellulaire
évident ; elle peut entraîner des phénomènes de toxicité au niveau des organes non ciblés;
enfin, l’ADN véhiculé peut être rapidement dégradé dans la circulation, s’il n’est pas protégé [8].
Les organes tels que le foie, les poumons ou les reins sont des cibles privilégiées lors d’injections
systémiques du vecteur [8].
1.4 Les barrières au transfert de gène
L’acide nucléique doit franchir de nombreuses barrières biologiques (extracellulaires et intracellulaires)
pour atteindre le noyau des cellules cibles. Brièvement, l’acide nucléique doit passer
la peau, première barrière biologique, puis être véhiculé jusqu’au tissu cible, passer la barrière
vasculaire et les tissus conjonctifs pour enfin arriver aux cellules cibles et là passer la membrane
plasmique délimitant la cellule, traverser le cytosol (en évitant les nucléases) et enfin franchir
l’enveloppe nucléaire. C’est donc un parcours semé d’embûches. Pour y parvenir il est donc indispensable
de disposer de moyens permettant de surmonter ces multiples barrières, et ce n’est
à l’heure actuelle que grâce au développement de tels moyens que de réelles réussites en thérapie
génique verront le jour.
Dans ce but, différentes techniques ont été mises au point pour permettre ce transfert de gène.
La maladie à traiter, la nature du gène à transférer, son mode d’action, la durée d’expression
recherchée, les cellules ou tissus cibles sont autant de paramètres qui en déterminent le choix.
Le vecteur idéal au transfert de gène (figure 2) devra avoir les critères suivants : (1) spécifique
vis-à-vis des cellules cibles, (2) sans dissémination du gène dans tout l’organisme, (3) résistant