Une application de thérapie génique

After three decades of hopes tempered by setbacks, gene therapy -- the process of treating a disease by modifying a person's DNA -- is no longer the future of medicine, but is part of the present-day clinical treatment toolkit. The Jan. 12 issue of the journal Science provides an in-depth and timely review of the key developments that have led to several successful gene therapy treatments for patients with serious medical conditions.

Co-authored by Cynthia E. Dunbar, M.D., senior investigator at the Hematology Branch of the National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI), part of the National Institutes of Health, the article also discusses emerging genome editing technologies. According to Dunbar and her colleagues, these methods, including the CRISPR/Cas9 approach, would provide ways to correct or alter an individual's genome with precision, which should translate into broader and more effective gene therapy approaches.

Gene therapy is designed to introduce genetic material into cells to compensate for or correct abnormal genes. If a mutated gene causes damage to or spurs the disappearance of a necessary protein, for example, gene therapy may be able to introduce a normal copy of the gene to restore the function of that protein.

The authors focused on the approaches that have delivered the best outcomes in gene therapy so far: 1) direct in vivo administration of viral vectors, or the use of viruses to deliver the therapeutic genes into human cells; and 2) the transfer of genetically engineered blood or bone marrow stem cells from a patient, modified in a lab, then injected back into the same patient.

Originally envisioned as a treatment solely for inherited disorders, gene therapy is now being applied to acquired conditions such as cancer. For example, the engineering of lymphocytes, white blood cells, that can be used in the targeted killing of cancer cells.

In 2017, a steady stream of encouraging clinical results showed progress in gene therapies for hemophilia, sickle-cell disease, blindness, several serious

inherited neurodegenerative disorders, an array of other genetic diseases, and multiple cancers of the bone marrow and lymph nodes.

Three gene therapies have been approved by the U.S. Food and Drug Administration in the past year, and many more are under active clinical investigation. The authors looked to the future of gene therapies, and the challenges of delivering these complex treatments to patients.

Much of this research has been funded by NIH, and key advances took place in the NIH Clinical Center.

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Après trois décennies d'espoirs tempérés par des échecs, la thérapie génique - le processus de traitement d'une maladie en modifiant l'ADN d'une personne - n'est plus l'avenir de la médecine, mais fait partie de la boîte à outils de traitement clinique actuelle. Le numéro du 12 janvier de la revue Science fournit un examen approfondi et en temps opportun des principaux développements qui ont conduit à plusieurs traitements de thérapie génique réussis pour les patients atteints de conditions médicales graves.

Co-écrit par Cynthia E. Dunbar, M.D., investigateur principal à la branche d'hématologie de l'institut national de coeur, de poumon et de sang (NHLBI), partie des instituts nationaux de la santé, l'article discute également des technologies naissantes d'édition de génome. Selon Dunbar et ses collègues, ces méthodes, y compris l'approche CRISPR / Cas9, fourniraient des moyens de corriger ou de modifier le génome d'un individu avec précision, ce qui devrait se traduire par des approches de thérapie génique plus larges et plus efficaces.

La thérapie génique est conçue pour introduire du matériel génétique dans les cellules pour compenser ou corriger des gènes anormaux. Si un gène muté endommage ou stimule la disparition d'une protéine nécessaire, par exemple, la thérapie génique peut être capable d'introduire une copie normale du gène pour restaurer la fonction de cette protéine.

Les auteurs se sont concentrés sur les approches qui ont donné les meilleurs résultats en thérapie génique jusqu'à présent: 1) l'administration directe in vivo de vecteurs viraux, ou l'utilisation de virus pour délivrer les gènes thérapeutiques dans des cellules humaines; et 2) le transfert de cellules souches de sang génétiquement modifié ou de moelle osseuse d'un patient, modifié en laboratoire, puis réinjecté chez le même patient.

Initialement envisagé comme un traitement uniquement pour les troubles héréditaires, la thérapie génique est maintenant appliquée à des conditions acquises telles que le cancer. Par exemple, l'ingénierie des lymphocytes, les globules blancs, qui peuvent être utilisés dans la destruction ciblée des cellules cancéreuses.

En 2017, un flux continu de résultats cliniques encourageants a montré des progrès dans les thérapies géniques pour l'hémophilie, la drépanocytose, la cécité, plusieurs
des troubles neurodégénératifs héréditaires, un éventail d'autres maladies génétiques et de multiples cancers de la moelle osseuse et des ganglions lymphatiques.

Trois thérapies géniques ont été approuvées par la Food and Drug Administration des États-Unis au cours de l'année écoulée, et beaucoup d'autres sont sous investigation clinique active. Les auteurs se sont penchés sur l'avenir des thérapies géniques et sur les défis de livrer ces traitements complexes aux patients.

Une grande partie de cette recherche a été financée par le NIH, et les avancées clés ont eu lieu au NIH Clinical Center.

La puissante Food and Drug Administration des États-Unis a approuvé mercredi une première thérapie génique pour combattre une forme de leucémie qui frappe des milliers d'enfants chaque année.

La thérapie CAR-T développée par la firme pharmaceutique Novartis et l'Université de la Pennsylvanie coûtera toutefois 475 000 $ US, puisque chaque traitement doit être développé individuellement pour chaque patient. Novartis a précisé que ces frais seront effacés si aucun avantage n'est constaté après un mois.

Le CAR-T utilise les techniques de thérapie génique pour dynamiser des lymphocytes T, des cellules immunitaires auxquelles le cancer réussit souvent à se soustraire. Les lymphocytes T sont extraits du sang du patient et reprogrammés pour cibler les cellules cancéreuses, puis des centaines de millions de copies sont injectées au patient. Les nouvelles cellules pourront continuer à combattre la maladie pendant plusieurs mois, voire des années.

Les premiers bénéficiaires du CAR-T seront les patients atteints d'une leucémie aiguë lymphoblastique, une maladie qui touche plus de 3000 enfants et jeunes adultes chaque année aux États-Unis. Environ 15 pour cent des patients subissent une rechute et leur pronostic est alors sombre.

Quatre-vingt-trois des 63 participants à une étude sont entrés en phase de rémission, mais on ne sait pas combien de temps cela durera. D'autres ont subi une rechute et le CAR-T peut s'accompagner d'effets secondaires très graves, voire mortels, qui devront être surveillés de près en milieu hospitalier.

Le pourcentage de rémission serait néanmoins supérieur à celui de n'importe quel autre traitement pour une rechute d'une leucémie.

La thérapie CAR-T pourrait remplacer la greffe de moelle osseuse qui est souvent utilisée comme traitement, mais qui peut coûter plus de 500 000 $ US.

Le CAR-T ne sera pour le moment proposé que dans certains hôpitaux dont le personnel a été formé pour administrer cette thérapie sophistiquée et en gérer les effets secondaires.

Les scientifiques essaient maintenant de mettre au point une thérapie CAR-T pour combattre des tumeurs solides, comme un cancer du cerveau ou du sein, ce qui est nettement plus complexe.

The human body produces T cells to recognize and fight disease. Each T cell has a unique T cell receptor (or TCR) on its surface that surveils small fragments of proteins presented by other cells. Upon detecting evidence of cancer or infection, a subset of T cells binds the diseased cells and orchestrates their elimination. When tumors and infections cannot be eradicated naturally, researchers employ immunotherapies to boost the immune system's effectiveness.

By inserting genes encoding a tumor-specific TCR into a patient's T cells, researchers can engineer a large population of T cells to target tumor cells. This approach, called TCR gene therapy, has yielded clinical successes where conventional cancer treatments have failed. However, TCR gene therapy is not without risk. The introduced receptor can become tangled with the resident receptor in each engineered T cell, causing some of these cells to attack healthy cells. A new technique developed by Caltech researchers prevents this from happening, increasing the safety of TCR gene therapy.

The technique, called domain swapping, was developed in the laboratory of David Baltimore, president emeritus and the Robert Andrews Millikan Professor of Biology. A paper describing the findings appears in the November 8 issue of the journal eLife.

The specificity of the TCR in each T cell results from the pairing of two protein chains -- called an alpha chain and a beta chain -- each of which has constant domains (shared between all TCRs) and variable domains (unique to each T cell). Normally, each T cell encodes only one alpha chain and one beta chain, which pair to form a single TCR. In TCR gene therapy, the introduction of genes encoding a tumor-reactive TCR results in T cells that express two alpha chains and two beta chains, with four possible pairings. This non-physiological situation poses a risk of autoimmunity.

"As T cells are produced, the immune system 'auditions' them, eliminating those that react to healthy cells and selecting those with potential to recognize diseased cells," says Michael Bethune, senior postdoctoral scholar in biology and biological engineering, and lead author on the study. "However, in T cells engineered to express a second TCR, the introduced chains can mispair with the resident chains, resulting in TCRs with unintended and unpredictable specificity. These mispaired TCRs are not auditioned by the immune system, and some will target healthy cells causing autoimmunity." Indeed, up to 90 percent of mice administered TCR-engineered T cells develop autoimmune disease, and cultured human T cells that are engineered to express two TCRs also react with healthy cells.

The group's solution was to generate hybrid genes encoding TCR chains with their alpha and beta constant domains swapped in a compensatory fashion. When correctly paired, these domain-swapped TCRs retain all of the domains necessary to function. Indeed, the group found that domain-swapped TCRs and unmodified TCRs both function in human T cells, and they prevented tumor growth in mice to a similar extent. However, whereas unmodified TCRs mispaired with resident TCR chains in both mouse and human T cells, and caused autoimmunity in mice, domain-swapped TCRs did not.

"Mispairing between domain-swapped chains and resident chains results in TCRs that lack domains needed for functional assembly of the TCR complex," Bethune says. "This ensures that only correctly paired domain-swapped TCRs function at the surface of the cell."

In addition to preventing mispairing, domain-swapped TCRs highlight a surprising robustness to the function of the TCR complex. The Caltech group teamed with Mike Kuhns at the University of Arizona to determine that domain-swapped TCRs assemble in a similar manner to unmodified TCRs despite significant structural rearrangement of the constituent protein chains. Domain-swapped TCRs may be useful tools for further study of the structure and function of the TCR complex.

Finally, in collaboration with Wolfgang Uckert at the Max Delbrück Center for Molecular Medicine in Berlin, the researchers showed that domain-swapped TCRs were expressed at higher levels on the T cell surface when the resident TCR genes were silenced.

"Our paper focuses on the increased safety afforded by domain-swapping, but combining these two solutions may result in a therapy with improved safety and efficacy compared to current practice," Bethune says.

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Voici des manipulations sur les cellules T qui sont les cellules du système immunitaire qui nous défendent contre le cancer et les infections qui ne sont pas faciles à comprendre mais ça peut être réconfortant de savoir que les scientifiques font des progrès dans le sens de thérapie sur les gènes qui nous aideraient à combattre le cancer. En tout cas, ça peut-être intéressant à suivre et peut-être que je comprendrai mieux de quoi il est question au juste plus tard avec d'autres explications. Je comprends qu'il est tout de même question des récepteurs sur les cellules cancéreuses et qu'on peut ajouter des cellules T manipulées avec une certain ingénierie pour tuer ces cellules.


Le corps humain produit des cellules T pour reconnaître et combattre la maladie. Chaque cellule T a un seul récepteur de cellules T (ou TCR) sur sa surface qui surveille de petits fragments de protéines présentées par d'autres cellules. Lorsqu'il détecte des signes de cancer ou d'infection, un sous-ensemble de cellules T se lie aux cellules malades et orchestre leur élimination. Lorsque les tumeurs et les infections ne peuvent pas être éradiquées naturellement, les chercheurs emploient l'immunothérapie pour stimuler l'efficacité du système immunitaire.

En insérant des gènes codant pour le TCR spécifique d'une tumeur dans les cellules T d'un patient, les chercheurs peuvent concevoir une grande population de cellules T pour cibler des cellules tumorales. Cette approche, appelée thérapie génique TCR, a donné des succès cliniques où les traitements conventionnels contre le cancer ont échoué. Cependant, la thérapie génique TCR n'est pas sans risque. Le récepteur introduit peut être enchevêtré avec le récepteur résident dans chaque cellule T modifiée, ce qui provoque certaines de ces cellules à s'attaquer aux cellules saines. Une nouvelle technique développée par les chercheurs de Caltech empêche cela de se produire, en augmentant la sécurité de la thérapie génique TCR.

La technique, appelée échange de domaines, a été développée dans le laboratoire de David Baltimore, président émérite et le professeur Robert Andrews Millikan de biologie. Un article décrivant les résultats apparaît dans le numéro du 8 novembre de la revue eLife.

La spécificité du TCR dans chaque cellule T résulte de l'appariement de deux chaînes protéiques - appelées chaîne alpha et chaîne bêta - dont chacune a des domaines constants (partagés entre tous les TCR) et des domaines variables (uniques à chaque cellule T ). Normalement, chaque cellule T code seulement une chaîne alpha et une chaîne bêta, qui se couplent pour former un seul TCR. Dans la thérapie génique TCR, l'introduction de gènes codant pour un TCR réactif vis-à-vis des tumeurs donne des cellules T qui expriment deux chaînes alpha et deux chaînes bêta, avec quatre appariements possibles. Cette situation non physiologique présente un risque d'auto-immunité.

«À mesure que les cellules T sont produites, le système immunitaire les « auditionne », éliminant celles qui réagissent aux cellules saines et sélectionnant celles qui ont le potentiel de reconnaître les cellules malades», explique Michael Bethune, chercheur postdoctoral en biologie et génie biologique. l'étude. Cependant, dans les lymphocytes T manipulés pour exprimer un deuxième TCR, les chaînes introduites peuvent se mélanger avec les chaînes résidentes, ce qui entraîne des TCR avec une spécificité non intentionnelle et imprévisible. Ces TCR dépareillés ne sont pas auditionnés par le système immunitaire et certains cibleront les cellules saines causant une auto-immunité ". En effet, jusqu'à 90 pour cent des souris auxquelles on a administré des cellules T modifié par ingénirie développent une maladie auto-immune, et cultivent des cellules T humaines qui sont conçus pour exprimer deux TCR et qui réagissent également avec des cellules saines.

La solution du groupe était de générer des gènes hybrides codant pour des chaînes TCR avec leurs domaines alpha et bêta constants échangés de manière compensatoire. Lorsqu'ils sont correctement appariés, ces TCR échangés par domaine conservent tous les domaines nécessaires pour fonctionner. En effet, le groupe a découvert que les TCRs échangés dans le domaine et les TCR non modifiés fonctionnaient tous les deux dans les lymphocytes T humains et ils empêchaient la croissance de la tumeur chez les souris dans une mesure similaire. Cependant, tandis que les TCR non modifiés ont échoué avec les chaînes de TCR résidentes dans les cellules T de souris et humaines et ont provoqué une auto-immunité chez la souris, les TCR échangés dans le domaine ne l'ont pas fait.

«La différence entre les chaînes échangées sur le domaine et les chaînes de résidentes conduit à des TCR qui manquent de domaines nécessaires pour l'assemblage fonctionnel du complexe TCR", explique Bethune. "Cela garantit que seuls les complexe TCR qui ont échangés correctement leur domaine fonctionnent à la surface de la cellule."

En plus de prévenir le malentendu, les TCR échangés en domaine mettent en évidence une robustesse surprenante à la fonction du complexe TCR. Le groupe Caltech s'est associé à Mike Kuhns à l'Université de l'Arizona pour déterminer que les TCR échangés par domaine se rassemblent d'une manière similaire aux TCR non modifiés malgré un important réarrangement structurel des chaînes de protéines constitutives. Les TCR échangés en domaine peuvent être des outils utiles pour une étude plus approfondie de la structure et de la fonction du complexe TCR.

Enfin, en collaboration avec Wolfgang Uckert au Centre Max Delbrück pour la médecine moléculaire à Berlin, les chercheurs ont montré que les TCR échangés par domaine étaient exprimés à des niveaux supérieurs sur la surface des cellules T lorsque les gènes TCR résidents ont été réduits au silence.

"Notre article se concentre sur la sécurité accrue fournie par le domaine de permutation, mais la combinaison de ces deux solutions peut entraîner une thérapie avec une sécurité améliorée et l'efficacité par rapport à la pratique actuelle", explique Bethune.

The ability to switch disease-causing genes on and off remains a dream for many physicians, research scientists and patients. Research teams from across the world are busy turning this dream into a reality, incuding a team of researchers from Charité -- Universitätsmedizin Berlin and the Max Planck Institute for Medical Research in Heidelberg. Led by Dr. Mazahir T. Hasan, and working under the auspices of the NeuroCure Cluster of Excellence, the team has successfully programmed a virus to transport the necessary genetic material to affected tissue and nerve cells inside the body.

A report on their new virus-based method, which delivers instructions to the host genome without becoming part of it, has been published in the journal Molecular Therapy Nucleic Acids.

From cancer to Alzheimer's disease, many life-threatening diseases can only be treated using drug-based treatment options, if at all. Many of these treatments are non-specific in nature, or even ineffective. In some cases, the undesirable side-effects may even outweigh the desirable ones. This is because indiscriminate treatments damage healthy cells, impairing their ability to communicate with other cells; as a result, it is hoped that genetically produced and modified mediators will be able to selectively target diseased cells, and improve the way treatment is delivered. "In the laboratory, we use attenuated, i.e. non-replicating,viruses that are known as recombinant adeno-associated viruses (rAAV). We use them to transport genetically encoded material into live organisms affected by disease," explains Dr. Hasan. "This approach opens up a whole range of options which, in the future, may allow us to treat and heal various diseases."

By successfully completing the initial step of testing this new method using an animal model, the researchers have laid the groundwork for future genetic treatments for use in humans. Before these can be used, however, they will need to be tested to ensure their safety. It is already known that rAAVs can transport genetically encoded material into any type of cell and tissue, including the brain, and that, once inside the cells, they are capable of repeatedly switching gene therapy applications on and off again. This on/off switch is controlled chemically, via either food intake or drinking water: "The fact that gene function can be switched on and off in this manner is of particular value, and renders the method a perfect candidate for use in controlled gene therapy," emphasizes Dr. Hasan

The fact that rAAV-infected cells do not trigger any form of measurable immune response and that their genetic material remains completely intact represents an additional benefit. While this does not mean that future gene therapy applications are guaranteed to be successful, the researchers are full of confidence for the future. "We are still at the laboratory stage," says Dr. Hasan, adding: "Once additional safety options are in place, this development could spearhead innovation, heralding in a time when the transfer of genetically encoded material will be used to heal severe diseases, including neurological ones such as Parkinson's disease, Alzheimer's disease and epilepsy."


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La possibilité d'allumer et d'éteindre des gènes pathogènes reste un rêve pour de nombreux médecins, chercheurs et patients. Des équipes de recherche à travers le monde sont occupés à transformer ce rêve en réalité, incluant une équipe de chercheurs de Charité - Universitätsmedizin Berlin et l'Institut Max Planck pour la recherche médicale à Heidelberg. Dirigé par le Dr Mazahir T. Hasan, et travaillant sous les auspices du Cluster NeuroCure d'excellence, l'équipe a programmé avec succès un virus pour transporter le matériel génétique nécessaire pour les cellules des tissus et des nerfs affectés à l'intérieur du corps.

Un rapport sur leur nouvelle méthode à base de virus, qui fournit des instructions au génome de l'hôte sans devenir une partie de celui-ci, a été publiée dans la revue Molecular Therapy Nucleic Acids.

Du cancer à la maladie d'Alzheimer, de nombreuses maladies mortelles ne peuvent pas être traitées à l'aide des options de traitement à base de médicaments, le cas échéant. Un grand nombre de ces traitements ne sont pas spécifiques dans la nature, ou même inefficaces. Dans certains cas, les effets secondaires indésirables peuvent même compenser ceux souhaitables. Ceci est parce que les traitements aveugles endommagent les cellules saines, nuisent à leur capacité de communiquer avec d'autres cellules; par conséquent, il est à espérer que des produits génétiquement modifiés seront en mesure de cibler sélectivement les cellules malades, et d'améliorer la façon dont le traitement est délivré. «Dans le laboratoire, nous utilisons des virus l'atténués, à savoir non-réplicables, des virus qui sont connus comme des virus recombinants adéno-associés (rAAV). Nous les utilisons pour transporter le matériel génétique codé dans d'organismes vivants touchés par la maladie», explique le Dr Hasan. «Cette approche ouvre toute une gamme d'options qui, à l'avenir, peut nous permettre de traiter et guérir diverses maladies."

En réussissant à achever l'étape initiale de tester cette nouvelle méthode en utilisant un modèle animal, les chercheurs ont jeté les bases d'un traitement génétique futur pour une utilisation chez l'homme. Avant que ceux-ci puissent être utilisés, mais ils devront être testés pour garantir leur sécurité. Il est déjà connu que les rAAV peuvent transporter du matériel génétiquement codé dans tous les types de cellules et de tissus, y compris le cerveau, et que, une fois à l'intérieur des cellules, ils sont capables de commuter de façon répétée des applications de thérapie génique et de les  désactiver à nouveau. Cet interrupteur marche / arrêt est contrôlé chimiquement, soit par ingestion de nourriture ou d'eau potable: «Le fait que la fonction du gène puisse être activée et désactivée de cette manière est d'une valeur particulière, et rend la méthode un candidat idéal pour une utilisation en thérapie génique contrôlée », souligne le Dr Hasan

Le fait que les cellules rAAV infectées ne déclenchent aucune forme de réponse immunitaire mesurable et que leur matériel génétique reste intacte représente un avantage supplémentaire. Bien que cela ne signifie pas que les futures applications de thérapie génique sont garantis pour réussir, les chercheurs sont pleins de confiance pour l'avenir. «Nous sommes encore au stade du laboratoire», explique le Dr Hasan, ajoutant: "Une fois les options de sécurité supplémentaires sont en place, ce développement pourrait être le fer de lance de l'innovation, annonçant une époque où le transfert de matériel génétique codé sera utilisé pour guérir des maladies graves , y compris celles neurologiques telless que la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer et l'épilepsie. "

Des chercheurs de Harvard ont découvert un moyen de transformer des cellules souches en armes ciblées contre les cellules cancéreuses. Lors d'expériences menées sur des souris, des cellules souches ont été génétiquement modifiées afin de cibler et détruire les tumeurs du sans endommager les cellules saines.

Selon ces chercheurs, il est possible de reprogrammer ces cellules de manière à ce qu'elles s'attaquent uniquement aux cellules cancéreuses sans nuire aux cellules normales. "Après avoir procédé à toutes les analyses moléculaires et l'imagerie pour suivre l'inhibition de la synthèse des protéines dans les tumeurs du cerveau, nous avons observé que les toxines tuent les cellules cancéreuses", a déclaré le docteur Khalid Shah, chef du laboratoire de neurologie moléculaire et d'imagerie de l'Hôpital général du Massachussetts et de l'école de médecine de Harvard.

le docteur Khalid Shah a estimé que les résultats étaient très positifs et a indiqué que les cellules souches génétiquement modifiées pouvaient "servir de base à des médicaments contre le cancer".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

La thérapie génique a permis en modifiant des cellules du système immunitaire d'obtenir des rémissions dans un petit groupe d'adultes atteints d'une forme agressive de leucémie, montre une étude publiée aux États-Unis.

Les cinq patients âgés de 23 à 66 ans, qui souffraient d'une leucémie aiguë lymphoblastique, ont eu une rémission complète et rapide après avoir reçu des lymphocytes génétiquement modifiés provenant de leur propre système immunitaire.

Ce traitement a apparemment éliminé les cellules cancéreuses qui étaient réapparues malgré une chimiothérapie, indiquent les résultats de cet essai clinique mené par le Dr Renier Brentjens, un cancérologue du Memorial Sloan-Kettering à New York. Ils sont publiés dans la dernière édition de la revue américaine Science Translational Medicine.

Cette rémission, obtenue entre une semaine et 59 jours, selon les participants, a permis pour quatre d'entre eux de pouvoir recevoir une greffe de moelle osseuse, un traitement efficace pour éliminer ce type de leucémie, mais qui est très lourd et requiert que le patient ne soit pas trop malade.

Chez le cinquième participant, la leucémie est réapparue trois mois après le traitement génique et il était alors trop malade pour une greffe de moelle osseuse. Il est décédé peu après.

Parmi les quatre ayant eu une greffe de moelle osseuse, un a succombé d'une embolie pulmonaire et les autres sont toujours en rémission.

Cette technique génique consiste à récupérer dans le sang des malades des lymphocytes T, les principales cellules du système immunitaire, pour les modifier génétiquement à l'aide d'un virus et les doter d'un récepteur moléculaire leur permettant d'attaquer le cancer.

Une fois modifiés, ces lymphocytes sont redonnés aux malades sous forme de perfusion. Ils sont aussi capables de se multiplier dans l'organisme pour assurer une rémission durable.

Cette technique a déjà été utilisée avec succès aux États-Unis chez des enfants atteints de leucémie.

«Bien que ce nouveau traitement soit prometteur contre le cancer, il doit encore être ajusté pour obtenir une efficacité optimum et durable et aussi pour minimiser les effets secondaires», écrivent les auteurs de cette recherche

Le professeur Hrvoje Miletic et son équipe à l'Université de Bergen (UiB) ont récemment mis au point une nouvelle méthode expérimentale pour le traitement du glioblastome, une forme grave de cancer du cerveau.

Le glioblastome ou astrocytome est un cancer très difficile à traiter et la moyenne de survie des patients ne dépasse pas 15 mois. En effet, les traitements traditionnels utilisés, comme la chimiothérapie et la radiothérapie, ne sont pas efficaces contre ce type de tumeur.

Les chercheurs norvégiens ont utilisé un gène modifié appelé HSV-1-tk pour attaquer les cellules cancéreuses. Ce gène provient du virus de l'herpès et contient le "mode d'emploi" pour produire une enzyme capable de détruire les cellules cancéreuses", explique-t-il.

Le gène en question est acheminé jusqu'aux cellules tumorales via un virus de type lentivirus. Une fois sur place, il commence à produire une enzyme qui convertit le Ganciclovir (médicament utilisé comme antiviral contre les virus herpétiques) en une molécule toxique pour les cellules cancéreuses.

Lors des essais préliminaires sur les animaux, le chercheurs ont utilisé un modèle le plus proche possible de l'homme et ont constaté que cette thérapie génique donnait de très bons résultats. "Compte tenu de ces résultats, nous passerons aux essais cliniques sur l'homme d'ici deux ou trois ans", conclut Hrvoje Miletic.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Dec. 9, 2012 — Nine of twelve leukemia patients who received infusions of their own T cells after the cells had been genetically engineered to attack the patients' tumors responded to the therapy, which was pioneered by scientists in the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania. Penn Medicine researchers will present the latest results of the trial December 10 at the American Society of Hematology's Annual Meeting and Exposition.

The clinical trial participants, all of whom had advanced cancers, included 10 adult patients with chronic lymphocytic leukemia treated at the Hospital of the University of Pennsylvania (HUP) and two children with acute lymphoblastic leukemia treated at the Children's Hospital of Philadelphia.

Two of the first three patients treated with the protocol at HUP -- whose cases were detailed in the New England Journal of Medicine and Science Translational Medicine in August 2011 -- remain healthy and in full remissions more than two years after their treatment, with the engineered cells still circulating in their bodies. The findings reveal the first successful and sustained demonstration of the use of gene transfer therapy to turn the body's own immune cells into weapons aimed at cancerous tumors.

"Our results show that chimeric antigen receptor modified T cells have great promise to improve the treatment of leukemia and lymphoma," says the trial's leader, Carl June, MD, the Richard W. Vague Professor in Immunotherapy in the department of Pathology and Laboratory Medicine and director of Translational Research in Penn's Abramson Cancer Center. "It is possible that in the future, this approach may reduce or replace the need for bone marrow transplantation."

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Neuf des douze patients atteints de leucémie ayant reçu des perfusions de leurs propres cellules T après que les cellules eurent été génétiquement modifiées pour attaquer les tumeurs des patients ont répondu au traitement, qui a été mis au point par les scientifiques de l'École Perelman de médecine de l'Université de Pennsylvanie. Les chercheurs en médecine présenteront les derniers résultats de l'essai du Décembre 10 à l'American Society of Hematology à l'assemblée annuelle.

Les participants aux essais cliniques, qui avaient tous des cancers avancés, incluant 10 patients adultes atteints de leucémie lymphoïde chronique traitée à l'hôpital de l'Université de Pennsylvanie (HUP) et deux enfants atteints de leucémie lymphoblastique aiguë traités à l'Hôpital pour enfants de Philadelphie.
Deux des trois premiers patients traités avec le protocole au HUP - dont les cas ont été décrits dans le New England Journal of Medicine et Science Translational Medicine en Août 2011 - sont restés en bonne santé et en pleine rémission plus de deux ans après leur traitement, avec les cellules modifiées qui circulent toujours dans leur corps. Les résultats révèlent la première démonstration réussie et durable de l'utilisation de la thérapie de transfert de gènes pour transformer les cellules immunitaires de son propre organisme en armes destinées à combattre les tumeurs cancéreuses.

"Nos résultats montrent que le récepteur modifié de l'antigène chimérique des cellules T a un grand potentiel pour améliorer le traitement de la leucémie et du lymphome», explique le chef de l'essai "Il est possible que dans l'avenir, cette approche peut réduire ou remplacer la nécessité d'une greffe de moelle osseuse."

Citation :

Des chercheurs de l’université américaine Case Western Reserve auraient réalisé une innovation majeure dans la lutte contre le cancer. Le pire est qu’il s’agit d’un cas sérendipité (1), du moins en partie. Tout est arrivé lorsque l’équipe cherchait à étudier les mécanismes de base d’un génome particulier, car on savait qu'il pouvait aider à mieux supporter les traitements contre le cancer (chimiothérapie et radiothérapie en particulier).

Un remède anti-cancer très prometteur


Ce-faisant, ils ont trouvé un incroyable « tueur de cancer » : une mutation d’un gène (CK1) qui, lorsqu’il est activé, est mortel pour les cellules cancéreuses. Non seulement cela permet d’interrompre la multiplication massive de cellules, mais cela tue les cellules tumorales. Voici donc un nouvel axe de recherche très prometteur.
Une possibilité de thérapie génique est par exemple de chercher à introduire ce gène dans les cellules cancéreuses.

ici

1=La sérendipité est le fait de réaliser une découverte inattendue grâce au hasard et à l'intelligence1, au cours d'une recherche dirigée initialement vers un objet différent de cette découverte. Pour Robert King Merton, la sérendipité est l'observation surprenante suivie d'une induction correcte2. Ce concept discuté est utilisé en particulier en recherche scientifique

(May 2, 2012) — HIV patients treated with genetically modified T cells remain healthy up to 11 years after initial therapy, researchers from the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania report in the new issue of Science Translational Medicine. The results provide a framework for the use of this type of gene therapy as a powerful weapon in the treatment of HIV, cancer, and a wide variety of other diseases.

Des patients aux prises avec le HIV ont été traités avec des cellules T modifées et sont restés en santé pour 11 ans après la thérapie initiale. Ces résultats fournissent un cadre pour l'utilisation de cette thérapie en tant qu'arme puissante dans le traitement du HIV, du cancer et d'une grande variété de maladies.

"We have 43 patients and they are all healthy," says senior author Carl June, MD, a professor of Pathology and Laboratory Medicine at Penn Medicine. "And out of those, 41 patients show long term persistence of the modified T cells in their bodies."

"Nous avons 43 patients qui sont resté en santé et de ceux-là 41 montrent une persistance à long terme des cellules T modifiées dans leurs corps."

Early gene therapy studies raised concern that gene transfer to cells via retroviruses might lead to leukemia in a substantial proportion of patients, due to mutations that may arise in genes when new DNA is inserted. The new long-term data, however, allay that concern in T cells, further buoying the hope generated by work June's team published in 2011 showing the eradication of tumors in patients with chronic lymphocytic leukemia using a similar strategy.

Des études sur cette thérapies ont rapidement suscité l'inquiétude à propos de leucémies qui pourraient survenir par le transfert de gènes chez les patients à cause des mutations qui pourraient se produire dans les gènes quand un nouvel ADN est inséré. Les données à long terme toutefois ont dissispé cette inquiétude pour les cellules T, balisant plus loin l'espoir généré par le travail d'une équipe de chercheur publié en 2011 qui a montré l'éradication de tumeurs chez des patients avec la leucémie chronique en utilisant cette stratégie.

"If you have a safe way to modify cells in patients with HIV, you can potentially develop curative approaches," June says. "Patients now have to take medicine for their whole lives to keep their virus under control, but there are a number of gene therapy approaches that might be curative." A lifetime of anti-HIV drug therapy, by contrast, is expensive and can be accompanied by significant side effects.

"Si vous avez un moyen sécuritaire de modifier les cellules chez les patients avec le HIV, vous pouvez développer des approches curatives. Les patients du sida ont à prendre des médicaments pour leur vie entière pour garder le virus sous controle maiis il y a des thérapies géniques qui pourraient guérir la maladie. Une thérapie de médicament anti-HIV pendant toute une vie c'est dispendieux et ça peut être accompagné d'effets secondaires significatifs.

They also note that the approach the Penn Medicine team studied may allow patients with cancers and other diseases to avoid the complications and mortality risks associated with more conventional treatments, since patients treated with the modified T cells did not require drugs to weaken their own immune systems in order for the modified cells to proliferate in their bodies after infusion, as is customary for cancer patients who receive stem cell transplants.

Ils ont aussi noté que l'approche de l'équipe de Pensylvanie peut permettre aux patients avec le cancer et d'autres maladies d'éviter les complications et les risques de mortalité avec les traitements plus conventionnels parce que les patients traités avec la thérapie génique n'ont pas besoin d'affaiblir leur propre système immunitaire pour que les cellules modifiées se multiplient dans leur corps après y avoir été infusées comme c'est l'habitude pour les patients qui recoivent une transplantation de cellules souches.

To demonstrate the long-term safety of genetically modified T cells, June and colleagues have followed HIV-positive patients who enrolled in three trials between 1998 and 2002. Each patient received one or more infusions of their own T cells that had been genetically modified in the laboratory using a retroviral vector. The vector encoded a chimeric antigen receptor that recognizes the HIV envelope protein and directs the modified T cell to kill any HIV-infected cells it encounters.

Pour démontrrer la sécurité à long terme des cellules génétiquement modifiées, june et ses collègues sont suivi des patients positifs au HIV enrolés dans 3 études entre 1998 et 2002. Chaque patient a reçu une infusion ou plus de leurs propres cellules T modifiées génétiquement en laboratoire en utilisant un vecteur de rétrovirus. Le vecteur encode un antigène chimerique qui reconnait l'enveloppe protéinique du HIV et dirigent les cellules T modifiées pour tuer les cellules infectées au HIV rencontrées.

As is standard for any trial, the researchers carefully monitored patients for any serious adverse events immediately after infusion -- none of which were seen. Additionally, because of the earlier concerns about long-term side effects, the U.S. Food and Drug Administration also asked the team to follow the patients for up to 15 years to ensure that the modified T cells were not causing blood cancers or other late effects. Therefore, each patient underwent an exam and provided blood samples during each of the subsequent years.

Comme c'est standard pour n'importe quel essai, les chercheurs ont monitorés leurs patients soigneusement pour ne pas que se produisent des incidents fâcheux après l'infusion ce qui n'a pas été vu. De plus, les patients ont été suivi 15 de temps comme l'a demandé la FDA en tenant compte que c'était un traitement expériemental avec des risques de causer la leucémie ou d'autres maladies. Les patients ont ét suivi à chacune des années suivant l'infusion et ont fourni des prises de sang.

Now, with more than 500 years of combined patient safety data, June and colleagues are confident that the retroviral vector system is safe for modifying T cells. By contrast, June notes, the earlier, worrying side effects were seen when viral vectors were used to modify blood stem cells. The new results show that the target cell for gene modification plays an important role in long-term safety for patients treated. "T cells appear to be a safe haven for gene modification," June says.

Maintenant avec plus de 500 ans combinées de données, june et ses collègues sont confiant que le vecteur retroviral est sécuritaire pour les cellules T modifiées. Les cellules T semblent se prêter à merveille pour la modification de gènes.

The multi-year blood samples also show that the gene-modified T cell population persists in the patients' blood for more than a decade. In fact, models suggest that more than half of the T cells or their progeny are still alive 16 years after infusion, which means one treatment might be able to kill off HIV-infected cells for decades. The prolonged safety data means that it might be possible to test T cell-based gene therapy for the treatment of non-life threatening diseases, like arthritis.

En fait les modèles suggèrent que les cellules T modifiées sont encore vivantes 16 ans après l'infusion ce qui vet dire qu'un seul traitement pouraient combattre le HIV pour des décades . Les données sur la sécurité permettent de croire que ce système pourrait être utilisé pour traiter des maladies qui ne menacent pas la vie comme l'arthrite.

"Until now, we've focused on cancer and HIV-infection, but these data provide a rationale for starting to focus on other disease types," June says. "What we have demonstrated in this study and recent studies is that gene transfer to T cells can endow these cells with enhanced and novel functions. We view this as a personalized medicine platform to target disease using a patient's own cells."

(Nov. 18, 2010) — A potent anti-tumor gene introduced into mice with metastatic melanoma has resulted in permanent immune reconfiguration and produced a complete remission of their cancer, according to an article to be published in the December 2010 issue of the Journal of Clinical Investigation.

Un puissant gène anti-tumeur a été introduit dans des souris avec le mélanome métastasé et cela a résulté en complète rémission et en une reconfiguration permanente immunitaire de leur cancer.

Indiana University School of Medicine researchers used a modified lentivirus to introduce a potent anti-melanoma T cell receptor gene into the hematopoietic stem cells of mice. Hematopoietic stem cells are the bone marrow cells that produce all blood and immune system cells.

Les chercheurs ont utilisé un lentivirus modifié pour introduire un gène récepteur de cellule T contre le mélanome dans les cellules souches hematopoitiques de la souris. Ces celllules souches hematopoitiques sont des cellules souches qui se situent dans la moelle des os et qui produisent tout le sang et les cellules du système immunitaire

The T cell gene, which recognizes a specific protein found on the surface of melanoma, was isolated and cloned from a patient with melanoma. The gene-modified stems cells were then transplanted back into hosts and found to eradicate metastatic melanoma for the lifetime of the mice.

Le gène de cellule T qui reconnait une protéine spécifique trouvé à la surface du mélanome a été isolé et cloné à partir d'un "patient"(souris ?) avec le mélanome. Les cellules souches avec les gènes modifiés quand ils sont retransplantés dans l'hôte, ont éradiqué le mélanome pour la vie de la souris.

"We found that the transplantation of gene-modified hematopoietic stem cells results in a new host immune system and the complete elimination of tumor," reported Christopher E. Touloukian, M.D., an assistant professor of surgery and immunology at the IU School of Medicine and a member of the Indiana University Melvin and Bren Simon Cancer Center. "To date, cancer immunotherapies have been hampered by limited and diminishing immune responses over time. We believe this type of translational model opens new doors for patients with melanoma and potentially other cancers by taking advantage of the potent regenerative capacity of hematopoietic stem cells and new advances in gene therapy."

"Nous avons découvert que la procédure résultait en la complète élimination de la tumeur." "À date les immunothéaries pour le cancer ont été mis en échec par des réponses limitées et diminuant avec le temps Nous croyons que ce modèle translationel (?) ouvre de nouvelles portes pour les patients avec le mélanome et potentiellement d'autres cancers en prenant avantage de la capacité puissante de regénération des cellules souches hématopoitiques et de nouvelles avancées dans la thérapie génique.

This research was funded by a National Institutes of Health grant.

It has paved the way for a new clinical trial in humans funded by the V Foundation for Cancer Research. The pilot phase I trial will involve treatment of 12 patients and focus primarily on the safety and efficacy of the therapy, said Dr. Touloukian, who is the senior author on the JCI paper and the principal investigator for the clinical study. The clinical trial is expected to begin accruing patients by late 2011.

Ceci pave la voie pour une nouvelle recherche clinique sur les humains. La phase I impliquera 12 patients et focussera sur la sécurité et l'efficacité de cette thérapie.

L'essai clinique commencera à la fin de 2011.

23 avril 2010

Des chercheurs européens de l’Université de Strathclyde, en Écosse, viennent de créer une nouvelle technique qui permettrait de lutter efficacement contre des tumeurs difficiles à atteindre.
Selon le Journal of Controlled Release, cette méthode transfère des gènes sur des tumeurs, mais sans affecter les tissus sains environnants.

Pour le moment, les expériences effectuées en laboratoires démontrent que 90 % des tumeurs de cancer de la peau peuvent être traitées par cette thérapie génétique et on ne note aucun signe de toxicité.
L’équipe de la Dre Christine Dufès tente maintenant l’expérience pour d’autres types de cancers. «Ce système thérapeutique donne des résultats très prometteurs pour le traitement du cancer dans nos tests initiaux», mentionne Mme Dufès.

Il s’agit donc d’une percée majeure et fort prometteuse pour traiter les tumeurs. Jusqu’à maintenant, les thérapies génétiques traitent les tumeurs, mais elles endommagent aussi les tissus sains, ce qui n’est pas le cas de la nouvelle technique européenne.

A featured paper in the February 14 issue of Nature Cancer Gene Therapy demonstrates that cancer cells in the liver are excellent targets for gene therapy using adenoviral vectors, based upon a fundamental new understanding of the differences between cancerous and normal liver cells. The findings signal a new way to treat cancers that have spread to the liver, such as metastatic cancers of the colon and breast.

Un article publié dans le numéro du 14 février de "Nature Cancer Gene Therapy" démontre que les cellules cancéreuses dans le foie font d'excellentes cibles pour la thérapie génique qui utilise des transporteurs adenoviraux, cette constatation est basée sur de nouvelles compréhensions au sujet des différences entre les cellules normales et cancéreuses du foie. Les découvertes signalent de nouvelles manières de traiter les cancers qui ont métastasées depuis le colon ou le sein.

The research team, led by Tony Reid, M.D., Ph.D., of the Moores Cancer Center at University of California, San Diego (UCSD), reports that in normal liver cells there is only one receptor -- or doorway the vector uses to enter the cell. This doorway is located at the base of normal liver cells, hidden from the blood vessels. The research also demonstrates that in cancerous cells the receptor for adenovirus, called the coxsackie-adenoviral receptor or CAR, is expressed randomly over the surface of the cell and is exposed to the blood vessels.

L'équipe de chercheurs rapporte que dans les cellules normales du foie il y a seulement un récepteur ou porte d'entrée pour le vecteur. Cette porte d'entrée est située à la base des cellules normales du foie à l'abri du flot sanguin. La recherche démontre aussi que dans les cellules cancéreuses le récepteur pour l'adenovirus, appelé coxsackie-adenoviral recepteur (CAR) est exprimé au hasard sur la surface de la cellule et est exposé au vaisseau sanguin.

"Since the receptor is distributed randomly on the surface of tumor cells, the doorway is open for the adenoviral vectors circulating in the blood stream to infect and kill these cells," said Reid, who was at Stanford University when this work was conducted. "At the same time, normal liver cells are protected. These findings may signal a new way to treat any cancer that has spread to the liver."

"Puisque le récepteur est positionné au hasard sur le surface de la cellule, la porte d'entrée pour le vecteur adenoviral qui circule dans le système sanguin est ouverte pour celui-ci d'infecter et de tuer la cellule cancéreuse" Dit Reid "En même temps, les cellules normales du foie sont protégées. Cette découverte peut vouloir dire une nouvelle manière de traiter n'importe quel cancer qui s'est métastasé au foie."

Reid explained: "We are taking advantage of a fundamental characteristic of cancer cells -- structural disorganization. The disorganized structure of the cancer cells exposes the receptors so that Onyx-015, the adenoviral vectors used in this study, can readily enter tumor cells. This may be the first time a therapy has been directed against the disorganized nature of cancer cells."

Reid explique : "Nous prenons avantage de la charatéristique fondamentale de la cellule cancéreuses qui est une désorganisation de la strucuture. Cette désorganisation expose les cellules cancéreuses dans le fait que les récepteurs sont accessibles au Onyx-015, le vecteur adenoviral utilisé dans l'étude. Cela peut-être la première fois qu'une thérapie est dirigée directement contre la nature désorganisée de la cellule cancéreuse.

Reid and his colleagues undertook this study following the death of Jesse Gelsinger, a participant in a gene therapy clinical trial at University of Pennsylvania for ornithine transcarbanoylase (OTC) deficiency, a metabolic liver disorder. That case virtually stopped gene therapy research and spawned widespread safety concerns about gene therapy involving the liver.

"At that time, I was treating patients with colon cancer that had spread to the liver using a very similar adenoviral vector administered in exactly the same way -- direct infusion into the main artery feeding the liver," said Reid, who is now an associate professor of clinical medicine in the UCSD School of Medicine. "We saw virtually no problems with toxicity in 35 study participants who received a total of nearly 200 infusions across several study sites."

So Reid and colleagues carefully re-analyzed the data from the 17 participants from the Stanford site to determine the impact of repeated adenoviral exposure on liver function, and documented that there were no significant problems. While the analysis was not designed to demonstrate impact on disease, it showed that seven of the 17 patients had stable-to-improving disease at the completion of four viral infusions. The researchers then demonstrated that normal liver cells could not be infected with an adenovirus, which led them to investigate where the receptor was located. They found it hiding at the junction between liver cells and proved that it was inaccessible from the blood flow in the liver. From there they showed that cancer cells had lost structural polarity, resulting in random distribution of CAR receptors on their surface, thereby allowing the virus to attach to and infect the tumor cells.

"In the process of proving that liver toxicity is not an issue in gene therapy, we have also shown that cancer cells metastatic to the liver are a perfect target for gene therapy because the cancer cells, but not the normal liver cells, are infected by the adenoviral vector," said Reid. "We also found that other cancer cells, including those from the breast, pancreas and prostate, are readily infected by adenoviral vectors indicating disorganized expression of the CAR receptor in these tumor cells. We believe these findings may have important implications across several types of cancer."

"Dans le processus pour prouver que la toxicité pour le foie n'est pas une pbjection pour la thérapie génique, nous avons démontré que le foie est aussi une cible parfaite pour la thérapie génique parce que les cellules canécreuses mais non les cellules normales sont infecté par l'adenovirus" dit Reid " Nous avons aussi découvert que d'autres cellules cancéreuses, incluant celle du du et de la sont infectées par l'adenovirus indiquant la désorganisation de ces cellules et la disponibilité du récepteur CAR. Nous croyons que cela peut avoir des implications importantes pour différents types de cancers."

The researchers emphasized that while this study demonstrates that adenoviral vectors can be used to deliver targeted therapies and can be a useful tool for the treatment of cancer, further clinical trials are needed.

Des chercheurs ont étudiés un Adénovirus présentant une mutation du gène de la protéine E1B. Ce virus est appelé ONYX-015; non seulement il peut se répliquer dans les cellules dont la protéine p53 est anormale mais encore il est inofensif pour les cellules dont la protéine p53 est normale. Ces observations ont été la base du traitement expérimental de 30 patients en récidive d'un cancer épidermoïde de la spère ORL. en effet, d'une mutation du gène p53 est mise en évidence dans 47 à 70% de ces tumeurs. Le protocole thérapeuthique associait une chimiothérapie systémique (cisplatine et 5-fluorouracil) et une injection intra-tumorale unique du virus onyx-015

Une réponse objective a été obtenu chez 63% des patients avec 26,5% de réponses complètes. Des tumeurs jusqu'à 10 centimètres de diamètres ont totalement disparu. aucun des patients ayant eu une réponse objective n'a progressé pendant les 5 mois de surveillance. Ces résultats sont bien supérieurs à ceux obtenus avec la seule chimiothérapie. De plus le virus ONYX-015 ne s'est répliqué que dans la tumeur, aucune trace n'en fut trouvé dans aucun autre organe. Ces résultats constituent le premier succès d'un protocole de thérapie génique en cancérologie. L'association de thérapeutique classiques et d'un transfert de gène est une voie très prometteuse qui permet de potentialiser l'efficacité des deux stratégies d'action. L'avenir de la thérapie génique en cancérologie passe probablement par de telles associations, tout le moins, tant que durera la phase de mise au point de vecteurs performants.