MISES EN GARDE Les données qui suivent tentent de présenter l'amyotrophie spinale sous toutes ses formes y compris les plus extrêmes et les plus rares.  Elles ne représentent pas une description de la pathologie ni de son évolution dans tous les cas.  La plupart des informations peuvent donc ne pas vous concerner.  Nous vous conseillons de prendre, avant lecture, la distance nécessaire pour recevoir ces informations, puis le temps pour les trier, et les confronter à vos situations personnelles, à vos choix et à vos histoires.  Association Myonet

Amyotrophies spinales : des patients aux modèles animaux et retour

Professeur Judith MELKI

Rappel sur la définition des amyotrophies spinales. Différence avec : paraplégies plastiques (atteinte du neurone cortical moteur), et sclérose latérale amyotrophique (atteinte du neurone cortical moteur et des motoneurones).

Identification du gène

SMN1 est le gène dont les mutations sont responsables des amyotrophies spinales. 93 % des patients portent une délétion ou une conversion homozygote d’au moins l’exon 7 du gène SMN1. Chez les patients restants, une délétion hétérozygote d’un allèle est observée, l’autre allèle étant porteur d’une mutation d’un autre type non-sens ou faux-sens. Un dépistage des hétérozygotes dans la population générale montre une incidence de 1/50.

Ce gène SMN1 est dupliqué en une copie très homologue, SMN2. SMN2 reste présent chez les malades. L’analyse des transcrits dérivés de SMN1 et SMN2 montre que SMN2 produit deux transcrits : l’un est tronqué pour l’exon 7 (SMNd7) et l’autre est pleine longueur (SMNPL), alors que SMN1 ne produit que le transcrit pleine longueur (SMNPL).

La protéine codée par le transcrit tronqué SMNd7 est instable in vivo. Seule la protéine codée par le transcrit pleine longueur SMNPL est par conséquent présente et donc fonctionnelle.

D’autre part, il y a une corrélation étroite entre le nombre de copies SMN2 et la gravité de l’atteinte. En résumé, SMN1 détermine l’apparition de la maladie, et SMN2 module l’expression de la maladie, avec des exceptions qui font penser que d’autres gènes et d’autres facteurs sont incriminés.

SMN : une protéine, plusieurs fonctions

Le gène SMN1 code une protéine qui a un rôle essentiel dans l’assemblage cytoplasmique des composants d’un complexe ribonucléoprotéique. Ce complexe une fois formé va être importé dans le noyau où il va participer à la maturation des ARN immatures (dits pré-messagers). Il intervient dans le mécanisme d’épissage (réplication) de l’ARN, et dans le transport de cet ARN.

La protéine SMN est donc localisée à la fois dans le cytoplasme mais aussi dans le noyau, dans toutes les cellules, dans tout l’organisme.

Et quel que soit le mode de transmission, on assiste à la mort des motoneurones. Pourquoi ?

Plusieurs hypothèses ont été avancées :
1/ la protéine partielle SMNd7 serait-elle toxique pour les motoneurones ?
2/ les motoneurones seraient-ils particulièrement sensibles à la déficience en protéine SMN ?
3/ s’agirait-il d’un défaut ciblé à certains ARN dont le métabolisme dépend de SMN ?
4/ existerait-il une autre fonction à la protéine SMN non encore connue ?

Les résultats d’études ont montré que :
1/ non
2/ non
3/ les différences d’anomalies entre les souris et les hommes n’ont pas conduit à des résultats probants et même contradictoires dans les différentes études sur les poissons zébrés (zebrafish).

Génération de modèles animaux

Il existe plusieurs modèles animaux utilisés : souris, poissons, drosophiles.

Ces systèmes modèles animaux essaient d’imiter le système humain mais les gènes sont trop différents. Il faut des modèles cellulaires plus appropriés : cellules pluripotentes ou totipotentes humaines (pas forcément embryonnaires).

Recherche thérapeutique : identification des cibles

Il existe différentes pistes thérapeutiques :
- surexprimer SMN2
- prévenir le saut d’exon 7 dans les ARN de SMN2
- stabiliser la protéine SMNd7 partielle produite par SMN2
- protéger les motoneurones de la dégénérescence

Il existe plusieurs molécules candidates pour ces différentes pistes, dont certaines bénéficient déjà d’une autorisation de mise sur le marché (AMM).

Perspectives et conclusion

Comprendre pourquoi les motoneurones sont sensibles à une déficience de SMN et non les autres types cellulaires est essentiel.

Il faut générer de nouveaux modèles, notamment des motoneurones déficients en SMN dérivés de cellules humaines.

Il faut confirmer ou mettre au point des paramètres cliniques et paracliniques capables d’évaluer de façon sensible, reproductible et objective l’effet d’un médicament chez les patients.

Discussion

Q : as-tu rencontré des cas avec une mutation « de novo », c'est-à-dire une anomalie spontanée, car dans mon service, les enfants suivis qui présentent génétiquement une mutation ont tous hérité de cette mutation de l’un de leurs parents ? (question de B. Estournet)
R : la théorie existe. Ca doit exister.

Q : peut-on quantifier la protéine pour établir un pronostic ?
R : la quantifier où ? Dans quelles cellules ? On ne sait pas où le dosage de la protéine pourrait avoir un sens.

Q : quelles sont les approches de criblage pour les molécules en cours ou prévues ?
R : tout débute actuellement.

Q : dans les hypothèses, peut-on inclure que l’ARN soit la cible de SMN dans les motoneurones, ou qu’il existe des phénomènes de compensation dans les autres types cellulaires ?
R : ça fait partie des hypothèses avancées.

Q : La piste de la thérapie génique pour restaure un gène SMN1 total et fonctionnel a-t-elle été abandonnée ?
R : On a pu se réjouir de succès de thérapie génique pour des cellules accessibles, mais les motoneurones sont difficilement accessibles, ce qui compromet cette piste.

Q : quantifier le nombre de copies SMN2 ?
R : oui, mais pas dans une optique de pronostic, car il y a trop d’exceptions. Par contre, il faudra quantifier le nombre de copies de SMN2 dans tous les essais de molécules destinées à surexprimer le gène, pour pouvoir évaluer l’effet de ces molécules testées.

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