George Church et un post-doctorant entrepreneurial se joignent à la chasse à l'AAV 2.0 avec une nouvelle technologie de masquage vectoriel

Il y a environ cinq ans, George Church et son nouveau post-doctorant, Ying Kai Chan, se sont assis penché sur un ordinateur portable dans le bureau du pionnier de la génétique à Harvard et ont regardé avec perplexité un vieux papier.

Le document a documenté les premiers essais de Glybera, la première et à l’époque la seule thérapie génique approuvée n’importe où sur la planète. Moins de trois douzaines de patients l’ont jamais reçu, mais dans les années qui ont précédé Luxturna et Zolgensma, il a donné aux chercheurs un exemple qu’ils pourraient citer pour que la thérapie génique fonctionne réellement.

Chan et Church, cependant, ont été choqués de voir que les chercheurs menant des essais cliniques avaient donné aux patients une batterie de médicaments immunosuppresseurs à haute dose souvent réservés aux transplantations d’organes, des noms comme l’acide mycophénolique et la cyclosporine. Et quand ils ont biopsié les muscles des patients, ils étaient remplis de cellules T, suggérant une réponse immunitaire en action.

Les résultats ont été particulièrement surprenants car Glybera a utilisé le vecteur viral AAV, un système de délivrance qui avait conduit à une résurgence de la thérapie génique précisément parce qu’il était généralement admis pour échapper à la surréaction immunitaire qui a condamné le domaine dans les années 90.

Ying Kai Chan

« Il y a tellement de gens qui travaillent sur la thérapie génique maintenant et même quand vous leur dites, oh,‘ Saviez-vous que la cyclosporine était utilisée ? Saviez-vous que toutes ces choses étaient utilisées ? « Les gens se disent: » Hein, quoi « Glybera était l’enfant de référence, mais il semble que les gens n’appréciaient pas à quel point l’immunosuppression était nécessaire. »

Chan a suivi une formation d’immunologiste viral et il est entré dans le laboratoire de l’Église avec l’intuition que les vecteurs viraux, ces taxis génétiques évidés et gonflés, étaient toujours des virus et toujours traités par le corps comme tels. Peu à peu, le terrain s’est tourné vers son point de vue. Plusieurs études sur des singes ont montré que de fortes doses d’AAV pourraient être toxiques pour certains neurones, résultats que les entreprises ont acceptés à contrecœur. Et l’année dernière, trois décès dans un essai à haute dose ont accru les problèmes de sécurité des AAV, même si ceux-ci n’ont pas encore été liés de manière concluante à une réaction immunologique.

Pendant ce temps, Chan a travaillé sur de nouvelles méthodes de masquage de l’AAV pour le rendre plus sûr et réduire le besoin d’immunosuppresseurs. Cette semaine, lui, Church et une équipe plus nombreuse du Wyss Institute ont publié le travail dans Science Translational Medicine, montrant comment le tissage de brins spécifiques d’ADN humain dans le vecteur peut neutraliser l’une des principales défenses du corps contre les envahisseurs étrangers.

« C’était très inspiré par la nature », a déclaré Chan.

L’une des premières façons dont le pionnier de la thérapie génique, Jim Wilson, a montré que le corps pouvait réagir à l’AAV était par l’intermédiaire d’un ensemble de sentinelles appelées récepteurs de type péage. Ces sentinelles constituent l’une des premières couches de défense du système immunitaire, sonnant l’alarme si elles détectent quelque chose qui semble étranger. Cela signifie, cependant, que les cellules normales ont besoin d’un moyen de dire aux récepteurs qu’elles sont en sécurité – une clé de cryptage que seules les cellules humaines connaissent.

Cette clé de cryptage est codée dans quelques brins d’ADN aux extrémités des télomères, ces brins en forme de trombone à l’extrémité des chromosomes qui sont parfois impliqués dans le vieillissement. Chan a incorporé ces brins dans l’ADN d’un vecteur AAV2, le sérotype utilisé dans Luxturna. Lorsque le vecteur est injecté, les brins doivent se lier aux récepteurs de type péage dans tout le corps et indiquer aux récepteurs de ne pas sonner d’alarme.

Lorsque l’équipe l’a injecté dans les muscles, le foie et les yeux de modèles de porc et de souris, cela a déclenché une réaction immunitaire nettement réduite par rapport à un vecteur traditionnel, a rapporté Chan dans STM.

Les résultats s’ajoutent à une série de nouvelles technologies émergeant des laboratoires à travers le pays pour lutter contre l’immunogénicité des AAV. Le laboratoire de Wilson a proposé un moyen d’utiliser des microARN – des brins courts qui minimisent l’expression d’un gène particulier dans une cellule donnée – pour atténuer les effets neuronaux. Et Dyno Therapeutics, une spin-out de laboratoire de l’Église, utilise l’ingénierie et l’apprentissage automatique pour trouver des vecteurs entièrement nouveaux, dans l’espoir d’en trouver qui peuvent éviter le système immunitaire.

Chan a maintenant aidé à lancer une nouvelle société, en faisant équipe avec ARCH et quelques autres VC pour former Ally Therapeutics, une biotechnologie toujours furtive qui tente de minimiser l’immunogénicité des vecteurs viraux.

Pourtant, il reconnaît qu’il avait espéré des résultats plus radicaux qu’il ne l’avait finalement fait. Bien que sa technologie ait réussi à atténuer la réponse immunitaire chez les porcs et les souris, les résultats étaient moins profonds chez les singes.

L’équipe de Chan a injecté le vecteur dans les yeux de primates non humains, une partie du corps dans laquelle une grande partie du système immunitaire ne peut pas entrer et, par conséquent, les récepteurs de type péage sont extrêmement importants. Ils ont constaté une amélioration de la sécurité lors de l’administration sous la rétine, mais l’injection directe dans la gelée vitréenne au centre de l’œil a quand même déclenché une inflammation importante. L’injection intravitréenne est importante pour lutter contre plusieurs affections et pour rendre les thérapies géniques oculaires plus sûres et plus faciles à administrer, car seuls les chirurgiens oculaires peuvent administrer par voie sous-rétinienne.

Le nouveau document, cependant, n’est que la version 1.0 de l’approche, a déclaré Chan, et ils ont apporté des améliorations significatives depuis.

Plus largement, le domaine a encore un long chemin à parcourir. Les modèles animaux, par exemple, sont encore de mauvais prédicteurs de la réponse immunitaire chez l’homme, ce qui rend la traduction difficile et fait de grandes lacunes dans les tests de sécurité. Un vecteur qui semble immuno-silencieux chez le singe pourrait encore déclencher des réactions chez l’homme et vice versa. Bien que leur rôle chez les animaux soit bien documenté, on ne sait toujours pas quel rôle jouent les récepteurs de type péage dans la réponse humaine à l’AAV.

Pourtant, Chan dit qu’ils ont accompli ce qu’ils avaient prévu de faire: ils ont amélioré le vecteur et, ce faisant, ont aidé le champ à se réveiller sur un problème qui a été négligé pendant des années.

« Il y a encore des défis », a déclaré Chan. « Ce que nous voulions vraiment accomplir, c’était de sensibiliser et de trouver une solution prometteuse. Je dirais que nous avons fait des progrès sur les deux fronts.