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Programmes de recherche financés par ELA en 2007
Recherche fondamentale
Imagerie de la myélinisation et remyélinisation
Dr. Alain CHEDOTAL - CNRS UMR7102, Université Paris 6, France
Durant le développement cérébral, des cellules spécialisées, les oligodendrocytes, entrent en contact et entourent les axones, ces longues extensions ressemblant à des câbles et connectant les neurones entre eux. Ce processus de développement est appelé myélinisation. Dans certaines maladies démyélinisantes comme la sclérose en plaques, les oligodendrocytes peuvent initialement remyéliniser des zones démyélinisées du cerveau. De nombreux gènes et protéines exprimés par les oligodendrocytes et la myéline ont été identifiés et certaines méthodes anatomiques classiques permettent de visualiser les oligodendrocytes pendant la myélinisation sur des sections du cerveau. De nombreuses questions importantes restent cependant sans réponse : Comment évolue dans le temps le nombre d’oligodendrocytes entrant en contact avec un seul axone ? Les oligodendrocytes myélinisant les mêmes axones sont-ils arrangés de façon topographique lorsqu’ils forment les réseaux oligodendrogliaux ? Les oligodendrocytes interagissent-ils et communiquent-ils pendant la myélinisation ? La myélinisation et la remyélinisation s’effectuent-elles de façon similaire ?
Cette imprécision empêche d’établir un diagramme compréhensif et réaliste des interactions axone/oligodendrocyte qui représente un préalable pour la modélisation de la myélinisation et de la remyélinisation. Répondre à ces interrogations exige d’étudier les oligodendrocytes en temps réel, en utilisant des méthodes d’imagerie in vivo et in vitro. L’objectif de notre projet est d'appliquer une technologie d’imagerie nouvelle et puissante, le "Brainbow", à l'analyse du réseau oligodendroglial, à la myélinisation et la remyélinisation. Avec cette technique, de nombreux oligodendrocytes exprimeront des protéines fluorescentes aléatoirement permettant ainsi de visualiser les oligodendrocytes vivants avec des couleurs distinctes. Notre projet combinera des études in vivo puissantes utilisant des souris transgéniques et des essais de myélinisation in vitro avec des techniques d’imagerie de pointe. En conclusion, notre projet devrait considérablement améliorer notre compréhension de la myélinisation et de la remyélinisation.
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Un rôle pour Sox17 dans le développement et la régéneration des oligodendrocytes chez la souris et le cerveau humain
Pr. Vittorio GALLO - Center for Neuroscience Research, Children’s Research Institute, George Washington University, Washington DC, USA
Dr. Brahim NAIT OUSMEMAR - INSERM-UPMC UMR546, Paris, France
Dr. Shibeshih BELACHEW - Dept. of Neurology, Center for Cellular and Molecular Neuroscience, University of Liège, Belgique
Les oligodendrocytes, cellules myélinisantes du système nerveux central, jouent un rôle majeur dans la synthèse des gaines de myélines et la protection des axones. La compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de la prolifération, la différenciation et la maturation des oligodendrocytes, est essentielle à une meilleure connaissance de la physiopathologie des maladies de la myéline, telles que les leucodystrophies et la sclérose en plaques Récemment, de nombreux gènes régulant les différentes étapes du développement des oligodendrocytes ont été caractérisés mais leurs fonctions dans les pathologies affectant la myéline et les oligodendrocytes sont, par contre, moins bien connues.
L’étude de ces gènes dans les maladies démyélinisantes démontre que leur défaut d’expression pourrait être l’une des causes de l’échec de la remyélinisation endogène du système nerveux central.
Nous avons récemment identifié le gène Sox17 comme un nouveau régulateur de la prolifération et la différenciation des oligodendrocytes. Notre projet de recherche a pour objectif de déterminer les fonctions du gène Sox17 dans le contrôle de la myélinisation et son rôle potentiel dans le processus de remyélinisation endogène. Le rôle de Sox17 sera analysé dans des modèles expérimentaux de lésions de la myéline, ainsi que dans des cultures de cellules souches neurales humaines. De plus nous analyserons l’expression de Sox17 dans les lésions actives et chroniques de sclérose en plaques. Notre projet est issu d’une collaboration internationale, impliquant trois équipes dont les expertises dans le domaine de la biologie de la myéline, permettent d’envisager un programme de recherche ambitieux. Ces recherches auront pour finalité d’accéder à une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de la remyélinisation, afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques visant à stimuler la réparation des lésions de la myéline dans les maladies démyélinisantes. En outre, parmi les patients souffrant de leucodystrophies d’origine génétique, 30 à 50 % des cas restent sans étiologie déterminée malgré toutes les investigations possibles à ce jour. Le présent projet permettra d’améliorer notre connaissance de la fonction précise d’un gène (Sox17) essentiel au développement de la lignée oligodendrogliale jusqu’au stade de l’oligodendrocyte myélinisant. L’identification de nouveaux gènes-clés du développement normal de la substance blanche est une source d’identification de nouvelles cibles moléculaires dont le dysfonctionnement potentiel pourrait être impliqué dans la physiopathologie des leucodystrophies d’origine indéterminée.
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Rôle de la sécrétion des exosomes oligodendriaux dans les cellules gliales pour la signalisation et la protection axonale
Dr. Eva-Maria KRAMER-ALBERS - Dept. of Molecular Cell Biology, University of Mainz, Allemagne
Durant ces dernières années, nous avons appris que la myéline n'est pas seulement un simple isolant permettant une conduction nerveuse rapide, mais qu’en outre les oligodendrocytes myélinisants envoient des signaux impliqués dans l'aide trophique pour les axones. En accord avec ceci, la dégénérescence axonale s’observe dans de nombreuses maladies de la myéline. La nature moléculaire du signal glial protégeant les axones de la dégénérescence est inconnue. Récemment, nous avons découvert que les oligodendrocytes cultivés sécrètent des vésicules membranaires, appelées les exosomes, qui en plus des protéines de myéline contiennent un groupe de substances avec des fonctions neuroprotectives potentielles. Dans notre étude, nous suivons l'hypothèse que les exosomes transportent des substances trophiques des cellules oligodendrogliales à l'axone.
Nous utiliserons les souris mutantes avec suppression de PLP et CNP, modèles pour la dégénérescence axonale, et comparerons la composition des exosomes isolés dans ces souris à celle des exosomes de souris normales. En outre, nous analyserons le rôle des exosomes issus des cellules gliales dans le transfert axonal et examinerons la fonction neuroprotective potentielle des molécules présentes dans les exosomes de cultures isolées de neurones.
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Comprendre les voies de signalisation du glutamate et de l'ATP impliqués dans la mort des oligodendrocytes
Dr. Carlos MATUTE - Dept. of Neurociencias, Universidad del País Vasco, Leioa, Espagne
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Les agonistes PPAR-y comme agents thérapeutiques potentiels pour protéger les oligodendrocytes et favoriser la myelinisation
Dr. Luisa MINGHETTI - Dept. Cell biology and Neurosciences, Istituto Superiore di Sanità, Rome, Italie
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Caractérisation moléculaire de la relation génétique entre pABC1 et le complexe peroxysomal de type RING-finger
Dr. Leonardo PERAZA REYES - Institut de génétique et microbiologie, Université Paris Sud 11, Orsay, France
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Analyse des mécanismes toxiques cellulaires provoqués par les acides gras à longue chaîne et déclenchant la perte de myéline dans l'ALD liée à l'X
Dr. Georg REISER - Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Institut für Neurobiochemie, Madgeburg, Allemagne
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PICK1 est-il impliqué dans la pathogenèse des dommages excitotoxiques vis-à-vis des oligodendrocytes dans la leucomalacie périventriculaire?
Dr. Paul ROSENBERG - Dept. of Neurology, Children’s Hospital, Boston (MA), USA
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Nouvelles isoformes des ARN messagers du gène PLP1: Etude de la traduction
et de l'expression dans un modèle de souris transgénique
avec un PLP1 "humanisé”
Mme Catherine SARRET - UMR INSERM U384, Clermont-Ferrand, France
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Effets de la déficience en plasmalogènes et de l'accumulation des acides gras
à très longue chaîne sur la myéline: une étude structurelle et biochimique
Pr. Ronald WANDERS - Laboratory Genetic Metabolic Diseases, Academic Medical Center, Amsterdam, Pays Bas
Dr. Daniel KIRSCHNER - Boston College, USA
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Réparation de la myéline
Rôle de Cdk2 dans le développement normal de la substance blanche
et la réparation de la myéline
Mme Céline CAILLAVA - INSERM U546, Paris, France
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Déterminer la population neurale ayant la plus grande capacité
pour réparer la myéline
Dr. Jeffrey DUPREE - Dept. of Anatomy and Neurobiology,
Virginia Commonwealth University, Richmond (VA), USA
Dr. Raymond COLELLO - Dept. of Anatomy and Neurobiology,
Virginia Commonwealth University, Richmond (VA), USA
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Augmenter la remyélinisation dans le système nerveux central âgé
Pr. Robin FRANKLIN - Dept. of Veterinary Medicine, University of Cambridge, Royaume-Uni
Dr. Amy WAGERS - Dept. of Developmental and Stem Cell Biology, Joslin Diabetes Center and Harvard Medical School, Boston (MA), USA
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Rôle de la molécule d'adhésion TAG-1 dans la fonction des cellules gliales
Dr. Domna KARAGOGEOS - Institute of Molecular Biology and Biotechnology (IMBB), Foundation for Research and Technology, Heraklion, Grèce
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Réparation de la myéline: Le rôle du genre et des androgènes
Dr. Michael SCHUMACHER - Inserm UMR 788, Université Paris 11, Kremlin-Bicêtre, France
Dr. Said GHANDOUR - Dept.de Biopathologie et Imagerie de la Myéline, CNRS/ULP, Strasbourg, France
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Imagerie de la demyélinisation du système nerveux central et de la réparation de la myéline dans la sclérose en plaques: une étude de tomographie à émission de positons avec le 11C-PIB
Dr. Bruno STANKOFF - Centre d'investigation clinique Pitié-Salpêtrière/Service Hospitalier Frederic Joliot-CEA I2BM-DSV, Paris, France
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Approche thérapeutique de remyélinisation du SNC : développement d'un modèle préclinique de démyélinisation
Pr Anne Baron-Van Evercooren - INSERM U546 - Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 - France
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Etude des capacités de myélinisation des cellules souches de la moelle osseuse et du cordon ombilical dans différents modèles de leucodystrophie
Pr. Salvador MARTINEZ - Institut des Neurosciences, Alicante, Espagne
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Identification de nouveaux gènes
Localisation et identification du gène responsable de leucodystrophie et oligodontie dans une famille large
Dr. André Edmond MEGARBANE - Medical Genetics Unit, Faculty of Medicine, Saint Joseph University, Beyrouth, Liban
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Physiopathologie
Identification des variants de gènes dans l'ALD liée à l'X
Pr. Patrick AUBOURG INSERM - U745, Hôpital Saint-Vincent de Paul, Paris, France
Dr. Stephan KEMP - Lab. Genetic Metab. Diseases,
Academical Medical Center, Amsterdam, Pays Bas
L’adrénoleucodystrophie (ALD) se caractérise par une variabilité d’expression clinique (formes cérébrales de l’enfant, adrénomyéloneuropathie (AMN), patients AMN développant une atteinte cérébrale), souvent au sein d’une même famille. Ni le type de mutation du gène ALD, ni les taux plasmatiques des AGTLC ne peuvent prédire cette variabilité, ce qui complique considérablement la prise en charge des familles d’un point de vue médical mais aussi psychologique. Cette variation d’expression clinique est certainement sous la dépendance de facteurs génétiques, c’est à dire sous l’influence de minimes variations de tous les autres gènes normaux de chaque patient atteint d’ALD. Le projet vise précisément à identifier les gènes et leurs variants normaux (dits “gènes modificateurs”) qui confèrent un risque de développer telle ou telle forme d’ALD et qui interviennent dans la sévérité de la maladie. L’approche méthodologique utilisée est double: 1/ tester des gènes candidats; 2/ tester par une approche globale tous les gènes de l’individu. Un gène modificateur potentiel a déjà été identifié, et ce projet vise par tout un ensemble d’études à valider ce variant qui pourrait être le premier marqueur prédictif du phénotype de l’ALD. Deux autres gènes candidats seront étudiés. Les premiers résultats de l’approche globale (“tester tous les gènes) devraient être disponibles en Juillet 2007.
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Rôle des peroxisomes dans la formation et la maintenance des axons myélinisés
Pr. Myriam BAES - K.U.Leuven, Dept. of Pharmaceutical Sciences, Louvain, Belgique
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Analyses biochimiques et génétiques de l'interactome MLC1
Dr. Raúl ESTEVEZ - Université de Barcelona,
IBIDELL, Dépt. de Ciències Fisiològiques II, L’Hospitalet de Llobregat, Espagne
Pr. Marjo S. VAN der KNAAP - VU University Medical Center,
Dept. of Child Neurology, Amsterdam, Pays Bas
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Dysfonction mitochondriale et stress oxidatif à la base de la physiopathogénèse de l'adrénoleucodystrophie liée à l'X
Dr. Stéphane FOURCADE - Dept.of Medical and Molecular Genetics Center (CGMM), Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL), l'Hospitalet de Llobregat, Espagne
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Impact des cytokines inflammatoires sur le développement des oligodendrocytes dans un modèle de souris comparable aux maladies
de la substance blanche du prématuré
Dr. Pierre GRESSENS - Inserm U676, Paris, France
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Rôle des acides gras à longue chaîne dans la pathogénèse de l'ALD liée à l'X: génération d'une souris X-ALD surexprimant le gène ELOVL1
Dr. Stephan KEMP - Laboratory Genetic Metabolic Diseases,
Academic Medical Center, Amsterdam, Pays Bas
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Rôle de la respiration mitochondriale
sur la myélinisation et l'interaction axone-cellules gliales
Pr. Klaus-Armin NAVE - Max Planck Institute for Experimental Medicine,
Département de Neurogénétique, Göttingen, Allemagne
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Maladie d'Alexander : Mécanismes pathophysiologiques en utilisant des modèles knock-in de mutants GFAP
Dr. Danielle PHAM-DINH - INSERM U546, Paris, France
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Rôle pathophysiologique de MLC1, une protéine impliquée dans la leucodystrophie mégalencéphalique avec kystes subcorticaux
Dr. Elena AMBROSINI - Instituto Superiore di Sanita, Rome, Italie
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Elucider le rôle de la protéine MLC1 dans la physiologie cérébrale et la physiopathogénèse, recherche de gène MLC
Pr. Enrico BERTINI - Hôpital Bambino Gesus, Rome, Italie
Pr. Odile BOESPFLUG-TANGUY - UMR INSERM U384, Clermont-Ferrand, France
Dr. Meral OZGUC - Hacettepe University, Ankara, Turquie
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Rôle de l'acide phytanique dans la pathogénèse du système nerveux
et modèles souris de la maladie de Refsum
Dr. Sacha FERDINANDUSSE - Laboratory Genetic Metabolic Diseases,
Academic Medical Center, Amsterdam, Pays Bas
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Mécanismes moléculaires de la pathogenèse de la MLD
Pr. Volkmar GIESELMANN - Dept. of Physiological Chemistry,
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn, Allemagne
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Elongation des AGTLC dans l'X-ALD : une option thérapeutique?
Dr. Stephan KEMP - Laboratory Genetic Metabolic Diseases,
Academic Medical Center, Amsterdam, Pays Bas
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Physiopathogénèse de l'X-ALD chez la souris. Transporteurs peroxisomaux ABCD2 et ABCD4 comme cibles thérapeutiques
Dr. Aurora PUJOL - CGMM, L'Hospitalet de Llobregat, Espagne
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Approche IRM et histologique combinée pour comprendre et traiter la maladie de la substance blanche du prématuré
Pr. Mary Ann RUTHERFORD - Imperial College, Londres, Royaume-Uni
Dr. Pierre GRESSENS - Inserm U676, Paris, France
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Analyse fonctionnelle de la protéine ALDRP
Dr. Stéphane SAVARY - LBMC, INSERM U-866, Dijon, France
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Lymphocytes iNKT dans la pathophysiologie de l'ALD
Dr. Agnès LEHUEN - INSERM U561, Paris, France
Notre laboratoire étudie depuis plusieurs années des cellules du système immunitaire qui possèdent des propriétés anti-inflammatoires. Ces cellules, les lymphocytes TNK, peuvent inhiber diverses réponses inflammatoires et en particulier elles peuvent protéger contre le développement de maladies neurologiques comme la sclérose en plaque. Nous souhaitons donc déterminer si ces cellules pourraient également inhiber le développement de l’adrénoleucodystrophie (ALD), une autre maladie neurologique démyélinisante. Cette étude est réalisée sur des patients atteints d’ALD ainsi que sur deux modèles animaux de cette pathologie.
Nos travaux ont mis en évidence un défaut des lymphocytes TNK dans le sang des patients ainsi que dans plusieurs organes du système immunitaire des souris déficientes pour la protéine ALD et des souris déficientes pour les deux protéines ALD et ALDR. Les défauts observés sont quantitatifs et qualitatifs.
L’ALD est associée à un faible nombre de lymphocytes TNK, ceux-ci possédant des fonctions altérées. Nous allons réaliser des études précliniques pour déterminer si la manipulation de ces lymphocytes TNK pourrait être bénéfique contre la maladie. Pour cela nous allons augmenter artificiellement le nombre de lymphocytes TNK, ou les activer par des molécules spécifiques, et analyser les répercutions sur le développement de la pathologie. Selon les résultats que nous obtiendrons, nous pourrons envisager de développer de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement de l’ALD.
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Plateforme P4M de spectroscopie de masse dédiée à la découverte de biomarqueurs et aux études quantitatives pour les leucodystrophies
Dr. Reto STOCKLIN - Laboratoires Atheris, Bernex-Genève, Suisse
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Approche thérapeuthique
Thérapie Génique de l'ALD :
1ere étape de production d'un lot de vecteur lenti-ALD
Pr. Patrick AUBOURG - INSERM U745, Hôpital Saint-Vincent de Paul, Paris, France
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Surexpression de l'arylsulfatase A dans les cellules hématopoïétiques humaines dans la thérapie génique de la MLD: Evaluation préclinique et clinique
Dr. Alessandra BIFFI - Fondazione Centro San Raffaele del Monte Tabor,
San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy, Milan, Italie
Pr. Luigi NALDINI - Fondazione Centro San Raffaele del Monte Tabor,
San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy, Milan, Italie
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Déficience mitochondriale dans la PMD : Conséquences pour les stratégies thérapeutiques
Dr. Robert SKOFF - Wayne State University, Detroit (MI), USA
Dr. Said GHANDOUR - CNRS ULP UMR7004, Strasbourg, France
Pr. Odile BOESPFLUG-TANGUY - UMR INSERM U384, Clermont-Ferrand, France
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Etude des cellules souches mésenchymateuses et des progéniteurs de macrophages pour accélérer le remplacement microglial et arrêter la maladie après la greffe de cellules souches hématopoïétiques dans l'ALD
Dr. Nathalie CARTIER LACAVE - INSERM U745, Hôpital Saint-Vincent de Paul, Paris, France
La greffe de cellules souches hématopoïétiques est le seul traitement efficace dans l’ALD. Lorsqu’elle est réalisée à un stade précoce, elle permet de stopper la démyélinisation. Elle agit en remplaçant les macrophages cérébraux (ou microglie) déficients en protéine ALD par des macrophages normaux issus du donneur. Cependant ce remplacement est très lent, expliquant le délai entre la greffe et l’amélioration chez les patients (18 mois). Ceci est vrai pour toutes les maladies du SNC dans lesquels la greffe de cellules hématopoïétiques est efficace. Il est donc crucial de développer des stratégies qui permettent d’accélérer et d’augmenter ce processus de remplacement de la microglie. Notre objectif est de tester la capacité des cellules souches mésenchymateuses (CMS) et des progéniteurs de macrophages d’accélérer et d’augmenter ce remplacement microglial lorsqu’on les injecte en combinaison avec des cellules souches hématopoïétiques. Les CMS sont effectivement capables d’accélérer la reconstitution hématopoïétique mais leur rôle sur la microglie n’est pas connu. Nous utilisons pour ce projet à la fois un modèle de barrière hémato-cérébrale humaine en culture et plusieurs modèles de souris (souris saposine A qui présente une leucodystrophie avec démyélinisation, souris chez lesquelles on induit une démyélinisation localisée par injection intracérébrale de lysolécithine, souris chez lesquelles on induit une neuroinflammation localisée par l’injection de lipopolysaccharide (LPS).
Nos résultats préliminaires démontrent que
- In vitro, les CSM sont par contre capables de franchir la barrière, et induisent la migration transendothéliale des cellules hématopoïétiques ; ces résultats valident notre hypothèse de travail et justifient la poursuite du projet de co-greffe in vivo dans les différents modèles de souris.
- in vivo les MSC sont recrutées au site de la démyélinisation même en l’absence de neuroinflammation (après injection de lysolécithine). Elles ne passent pas la barrière hématocérébrale in vivo en l’absence de neuroinflammation.
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Participation à l'implantation à Nantes d'une plate forme de production de vecteurs viraux destinés à des applications cliniques
Christian CHARPY - EFS NANTES
Gilles FOLLEA -- EFS NANTES
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POPART’MUS : Prévention des poussées du post-partum par la progestérone
et l’estradiol au cours de la sclérose en plaques
Pr. Christian CONFAVREUX - INSERM U842, Hopital Neurologique-Service Neurologie A,
Bron, France
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Thérapie de replacement enzymatique dans un modèle de souris amélioré
pour la leucodystrophie métachromatique
Dr. Ulrich MATZNER - Dept. of Physiological Chemistry, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn, Allemagne
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Dépistage des nouveaux-nés pour l'adrénoleucodystrophie liée à l'X
et les autres désordres peroxysomaux
Pr. Gerald RAYMOND - Dept. of Neurogenetics, Kennedy Krieger Institute, Baltimore (MA), USA
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Administration intracérébrale d'un vecteur viral AAV avec l'ADN complémentaire de l'ARSA humaine dans la leucodystrophie métachromatique
Dr. Nathalie CARTIER-LACAVE - INSERM U745, Hôpital Saint-Vincent de Paul, Paris, France
Dr. Philippe MOULLIER - INSERM UMR U649 & EFS Pays de Loire, Nantes, France
Dr. Marie-Anne COLLE - UMR 703 INRA/ENVN Ecole Vétérinaire, Nantes, France
50% des formes de leucodystrophie métachromatique débutent entre 1 an _ et 2 ans _ et ont une évolution foudroyante. L’enzymothérapie substitutive a peu de chance d’enrayer à temps cette évolution, très peu d’enzyme pénétrant dans le cerveau. L’autogreffe de cellules de moelle osseuse génétiquement corrigées pourrait avoir une efficacité, mais se heurte au problème du renouvellement lent des cellules du cerveau appelées macrophages issues de la moelle osseuse après greffe. Nous pensons que le ciblage direct du gène ARSA dans les cellules du cerveau de patients MLD pourrait avoir un effet plus rapide. Nous avons montré l’efficacité et la faisabilité de cette approche dans un modèle murin de la maladie et la faisabilité chez le singe normal.
Ce projet vise à adresser plusieurs questions importantes avant de déposer à l’AFSSAPS une autorisation d’essai clinique de thérapie génique:
- est-ce que la minime réaction inflammatoire que l’on observe chez le singe après injection de vecteur AAV codant pour le gène ARSA dépend de la dose injectée ?
- est-ce que l’on peut supprimer cette réaction avec un traitement immunosuppresseur plus important, mais largement utilisé en transplantation d’organe chez l’enfant
- avec le vecteur fabriqué dans des conditions identiques à celui de l’essai, est-ce que l’injection de ce vecteur à
10 fois la dose qui sera injectée chez les patients MLD provoque une réaction inflammatoire dans le cerveau de rats
- est-ce que l’injection de ce vecteur dans le cerveau de singe, à la dose qui sera utilisée pour l’essai permet d’obtenir une expression et une diffusion suffisante de l’enzyme ARSA.
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Maladies liées à l'EIF2B : Approches physiopathologique et thérapeutique
de la levure à l'homme
Pr. Odile BOESPFLUG-TANGUY - UMR INSERM U384, Clermont-Ferrand, France
Dr. Graham PAVITT - Faculté of Manchester, Manchester, Royaume-Uni
Pr. Orna ELROY STEIN - Université de Tel Aviv, Israël
Dr. Danielle PHAM DINH - INSERM U546, Paris, France
Le syndrome CACH (Childhood Ataxia with Central Hypomyelination) ou VWM (Vanishing White Matter) est une leucodystrophie qui a été caractérisée cliniquement par un début dans la petite enfance (2-5ans) et un aspect particulier de dégradation de la substance blanche cérébrale, prenant progressivement un signal identique à celui du liquide céphalo-rachidien. Il s’agit d’une affection de transmission autosomique récessive, d’évolution sévère sans possibilité thérapeutique, aboutissant au décès 2 à 5 ans après le début des signes cliniques alors que la maladie peut être dépistée à un stade présymptomatique grâce à l’IRM cérébrale. La cause génétique a été identifiée avec la détection de mutations dans les cinq gènes (EIF2B1 à 5) codant chacun les cinq sous-unités protéiques d’un facteur (eIF2B) présent dans toutes les cellules de l’organisme et impliqué dans la régulation de la synthèse protéique, particulièrement sous l’influence du stress cellulaire. Le spectre clinique des leucodystrophies liées à des mutations de ces gènes est large allant de formes à début anténatal d’évolution très sévère avec décès en quelques jours, à des formes de début à l’âge adulte d’évolution lente voir asymptomatique. Une certaine corrélation existe entre le type de mutation retrouvée et l’âge de début de la maladie. Dans les lymphocytes mutés de patients atteints de la maladie, nous avons mis en évidence une diminution de la principale activité du complexe protéique eIF2B (donneur de GTP au facteur eIF2), diminution d’autant plus importante que l’âge de début est précoce. Ce facteur eIF2B étant conservé dans toutes les espèces animales, nous avons en parallèle mis au point un modèle de levures mimant les anomalies fonctionnelles retrouvées dans les cellules humaines mutées sur lequel a été testé un lot de plus de 10 000 molécules potentiellement utilisables en thérapeutiques. Par ailleurs, un modèle murin de cette leucodystrophie a également été produit et est actuellement en cours d’analyse.
Le but de ce projet est tout d’abord de poursuivre le travail sur les conséquences fonctionnelles des mutations eIF2B dans les cellules de patients malades par rapport à des patients non malades par différentes approches : (a) valider la spécificité du test de l’activité GEF du facteur eIF2B pour l’aide au diagnostic moléculaire en testant cette activité diagnostique sur des cellules de patients atteints d’autres leucodystrophies et sur un plus grand nombre de patients contrôles, (b) identifier les variations de l’expression de tous les gènes humains connus (transcriptome), (c) étudier les effets des mutations sur les cascades métaboliques normalement déclenchées par différents types de stress cellulaire, (d) poursuivre l’approche protéomique différentielle dans les cellules de patients.
Nous essaierons en parallèle de comprendre pourquoi le cerveau, et plus particulièrement la substance blanche, est plus sensible aux mutations eIF2B que les autres organes. Pour cela, les composants de la voie du stress cellulaire eIF2B seront étudiés dans des cellules et extraits de cerveaux de souris à différents stades de leur développement. Les analyses des souris transgéniques porteuses de mutations eIF2B seront poursuivies dans le but de comprendre les anomalies dues aux mutations du facteur eIF2B au cours du développement et dans l’espoir de pouvoir disséquer les mécanismes de cette atteinte cérébrale. La dernière approche de ce projet est de poursuivre la recherche à haut débit de molécules provenant de banques diverses capables de restaurer l’activité eIF2B déficiente dans le modèle levure spécifiquement mis au point pour cela. Les molécules avec un effet potentiellement intéressant seront ensuite testées sur des lymphocytes humains mutés afin de confirmer leur intérêt thérapeutique. Les drogues d’intérêt, déjà utilisées en pathologie humaine, pourront être testées directement chez l’homme, du fait de la sévérité de la maladie en essai de phase 2 alors que les autres seront testées au préalable sur les modèles transgéniques souris.
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Aboutir à de nouveaux vecteurs AAV pour la thérapie génique d'une leucodystrophie
Dr. Matthias KLUGMANN - Université de Mainz, Allemagne
Dr. Eva-Maria ALBERS - Université de Mainz, Allemagne
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Neuroprotection de la lésion cérébrale périnatale:
Approche multimodale utilisant IRM et analyse fonctionnelle
somatosensorielle et histologique
Dr. Stéphane SIZONENKO - Hôpital des Enfants, Genève, Suisse
Chez les enfants prématurés, la leucomalacie périventriculaire est la forme prédominante des lésions cérébrales : 25 à 50 % de ces enfants qui pèsent mois de 1500 g présentent des retards de développement cérébrale et 5 à 15 % sont atteints d’infirmité motrice cérébrale. Le modèle de lésions cérébrales associé à la prématurité est unique avec des pertes spécifiques de matière blanche cérébrale ainsi qu’une altération de la croissance corticale. Actuellement, aucun traitement étiologique n’est disponible en dépit d’intenses recherches dans ce domaine. Notre principal objectif est de développer des stratégies neuroprotectives qui amorcent des mécanismes réparateurs. En particulier, nous testerons les effets neuroprotecteurs de certaines molécules dans le cadre de la pathologie hypoxie-ischémie chez le raton.
But de notre travail: Etudier les altérations cérébrales après une lésion hypoxique-ischémique chez le raton âgé de 3 jours grâce à des techniques avancées de spectroscopie et d’imagerie par résonance magnétique associées à des méthodes plus classique de neuropathologie et d’évaluation fonctionnelle du cortex cérébral. Dans un premier temps, ces techniques d’imageries vont nous permettre de mieux caractériser la lésion. Ensuite, en utilisant la même approche de neuroimagerie, nous évaluerons les effets neuroprotecteurs de différentes molécules. Les aspects neuropathologique et fonctionnel seront également investigués. En utilisant une approche globale sur un modèle animal qui reproduit certaines des altérations décelées chez les prématurés, nous voulons développer des stratégies thérapeutiques qui pourraient améliorer le développement cérébral de ces enfants très exposés.
Résultats initiaux: une lésion hypoxique-ischémique (HI) modérée chez le raton âgé de 3 jours conduit à une perte neuronale sélective dans les couches profondes du cortex pariétal en développement, incluant le cortex somatosensoriel, liée à une intense réaction gliale. En utilisant des techniques avancées de spectroscopie à haut champ, nous avons définis des altérations cérébrales précoces avec des changements dans le profil métabolique cérébral suite à l’HI. L’imagerie par résonance magnétique - imagerie pondérée T2 et du tenseur de diffusion - permet de mesurer le volume de la lésion et d’évaluer son impact sur la microstructure des zones fonctionnelles du cerveau et de suivre son évolution. Nous poursuivons cet aspect d’imagerie métabolique et microstructurel pour évaluer l’effet de l’HI à plus long terme sur le développement cérébral. Un premier essai de traitement avec de l’érythropoïétine semble prometteur avec une réduction de la mort cellulaire après HI. Ceci devant être confirmé, et surtout évaluer quant à la récupération fonctionnelle du cerveau après traitement.
Pour conclure, nous pensons que l’utilisation et le développement de tels outils de mesure non invasifs offrent une opportunité unique pour tester les effets de stratégies thérapeutiques qui pourraient sensiblement réduire les handicaps neurodéveloppementaux liés à cette pathologie du prématuré.
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Mise en œuvre et développement de la Thérapie génique dans l'Adrénoleucodystrophie lié à l'X pour essais cliniques
Dr. Nathalie CARTIER-LACAVE - INSERM U745, Hôpital Saint-Vincent de Paul, Paris, France
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