La perte auditive (LH) est la maladie sensorielle la plus courante chez l'homme.Dans les pays développés, environ 80 % des cas de surdité prélinguale chez les enfants sont causés par des facteurs génétiques.Les plus courants sont les défauts monogéniques (comme le montre la figure 1), 124 mutations génétiques se sont avérées associées à une perte auditive non syndromique chez l'homme, les autres sont causées par des facteurs environnementaux.Un implant cochléaire (un appareil électronique placé dans l'oreille interne qui fournit une stimulation électrique directement au nerf auditif) est de loin l'option la plus efficace pour traiter le LH sévère, tandis qu'une aide auditive (un appareil électronique externe qui convertit et amplifie les ondes sonores) peut aider les patients atteints d'un LH modéré.Cependant, il n'existe actuellement aucun médicament disponible pour traiter le LH héréditaire (GHL).Ces dernières années, la thérapie génique a reçu une attention croissante en tant qu'approche prometteuse pour traiter le dysfonctionnement de l'oreille interne.

Fig. 1.Distribution du type de variation associée à la surdité.[1]

Récemment, des scientifiques du Salk Institute et de l'Université de Sheffield ont publié un résultat de recherche dans Molecular Therapy - Methods & Clinical Development [2], qui a montré de larges perspectives d'application pour la thérapie génique in vivo de la surdité héréditaire.Uri Manor, professeur de recherche adjoint à l'Institut Salk et directeur du Waitt Center for Advanced Biophotonics, a déclaré qu'il était né avec une perte auditive sévère et a estimé que la restauration de l'audition serait un cadeau merveilleux.Ses recherches précédentes ont révélé qu'Eps8 est une protéine régulatrice de l'actine avec des activités de liaison et de coiffage de l'actine ;dans les cellules ciliées cochléaires, le complexe protéique formé par Eps8 avec MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 et GNAI3 existe principalement dans la plupart des cas. Les extrémités des stéréocils longs, qui, avec MYO15A, localisent BAIAP2L2 aux extrémités des stéréocils plus courts, sont nécessaires au maintien des touffes de cheveux.Par conséquent, Eps8 peut réguler la longueur des stéréocils des cellules ciliées, ce qui est essentiel pour une fonction auditive normale ;La suppression ou la mutation d'Eps8 conduira à de courts stéréocils, ce qui le rendra incapable de convertir correctement le son en signaux électriques pour la perception cérébrale, ce qui à son tour conduit à la surdité..Dans le même temps, un collaborateur Walter Marcotti, professeur à l'Université de Sheffield, a découvert que les cellules ciliées ne peuvent pas se développer normalement en l'absence d'Eps8.Dans cette étude, Manor et Marcotti se sont associés pour déterminer si l'ajout d'Eps8 aux cellules stéréociliaires pouvait restaurer leur fonction et, à son tour, améliorer l'audition chez la souris.L'équipe de recherche a utilisé le vecteur Anc80L65 du virus adéno-associé (AAV) pour délivrer la séquence codante contenant l'EPS8 de type sauvage dans la cochlée des souris nouveau-nées Eps8-/- P1-P2 par injection de membrane à fenêtre ronde ;dans les cellules ciliées cochléaires de souris La fonction des stéréocils a été réparée avant leur maturation;et l'effet de réparation a été caractérisé par la technologie d'imagerie et la mesure des stéréocils.Les résultats ont montré qu'Eps8 augmentait la longueur des stéréocils et rétablissait la fonction des cellules ciliées dans les cellules à basse fréquence.Ils ont également constaté qu'avec le temps, les cellules semblaient perdre leur capacité à être sauvées par cette thérapie génique.L'implication est que ce traitement peut devoir être administré in utero, car les cellules ciliées Eps8-/- peuvent avoir mûri ou accumulé des dommages irréparables après la naissance des souris."Eps8 est une protéine avec de nombreuses fonctions différentes, et il reste encore beaucoup à explorer", a déclaré Manor.Les recherches futures comprendront l'étude de l'effet de la thérapie génique Eps8 dans la restauration de l'audition à différents stades de développement, et s'il est possible de prolonger les opportunités de traitement.Par coïncidence, en novembre 2020, le professeur KarenB Avraham de l'Université de Tel Aviv en Israël a publié ses résultats dans la revue EMBO Molecular Medicine [3], utilisant une technologie innovante de thérapie génique pour créer un virus adéno-associé synthétique inoffensif AAV9-PHP.B, Le défaut génétique dans les cellules ciliées des souris Syne4-/- a été réparé en injectant un virus portant la séquence codante de Syne4 dans l'oreille interne des souris, lui permettant de pénétrer dans les cellules ciliées et de libérer le matériel génétique transporté, leur permettant de mûrir et de fonctionner normalement (comme sur la Fig. 2).

Fig2.Représentation schématique de l'anatomie de l'oreille interne, avec un accent sur l'organe de Corti et la fonction cellulaire de nesprin-4.

On peut voir que l'utilisation de la thérapie génique pour atteindre l'objectif de traiter les maladies héréditaires au niveau des gènes en insérant, supprimant ou corrigeant tout gène muté pour le traitement (c'est-à-dire en contrôlant les modifications génétiques de la maladie) a un effet clinique élevé.perspectives d'application.Les méthodes actuelles de thérapie génique pour les surdités génétiquement déficientes peuvent être réparties dans les catégories suivantes :

remplacement de gène

Le remplacement de gènes est sans doute la forme de thérapie génique la plus "simple", basée sur l'identification et le remplacement d'un gène défectueux par une copie normale ou de type sauvage du gène.Première étude réussie de thérapie génique de l'oreille interne pour la perte auditive causée par la suppression du gène du transporteur vésiculaire du glutamate 3 (VGLUT3);L'administration médiée par l'AAV1 de la surexpression exogène de VGLUT3 dans les cellules ciliées de l'oreille interne (IHC) peut entraîner une récupération auditive soutenue, une récupération partielle de la morphologie synaptique en ruban et des réponses convulsives [4].Cependant, dans les exemples comprenant les deux remplacements de gènes délivrés par l'AAV décrits dans l'introduction ci-dessus, il est important de noter que les modèles de souris utilisés pour certains types de troubles de perte auditive héréditaire par délétion de gène sont temporellement différents des humains, et chez les souris P1, l'oreille interne est au stade de développement mature.En revanche, les humains naissent avec une oreille interne mature.Cette différence empêche l'application possible des résultats de la souris au traitement des troubles de la surdité héréditaire humaine à moins que la thérapie génique ne soit administrée à des oreilles de souris matures.

Édition de gènes : CRISPR/Cas9

Par rapport au «remplacement de gènes», le développement de la technologie d'édition de gènes a fait naître le traitement des maladies génétiques à partir de la racine.Il est important de noter que la méthode d'édition de gènes compense les lacunes des méthodes traditionnelles de thérapie génique de surexpression qui ne conviennent pas aux surdités héréditaires dominantes, et le problème que la méthode de surexpression ne dure pas longtemps.Après que des chercheurs chinois aient spécifiquement éliminé l'allèle mutant Myo6C442Y chez des souris Myo6WT/C442Y à l'aide du système d'édition de gènes AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2, et dans les 5 mois suivant l'inactivation, la fonction auditive du modèle a été restaurée ;dans le même temps, il a également été observé que le taux de survie des cellules ciliées de l'oreille interne était amélioré, que la forme des cils devenait régulière et que les indicateurs électrophysiologiques étaient corrigés [5].Il s'agit de la première étude au monde à utiliser la technologie CRISPR/Cas9 pour le traitement de la surdité héréditaire causée par la mutation du gène Myo6, et il s'agit d'un progrès important dans la recherche de la technologie d'édition de gènes pour le traitement de la surdité héréditaire.La traduction clinique du traitement fournit une base scientifique solide.

Méthodes d'administration de la thérapie génique

Pour que la thérapie génique réussisse, les molécules d'ADN nues ne peuvent pas pénétrer efficacement dans les cellules en raison de leur hydrophilie et de la charge négative des groupes phosphate, et pour assurer l'intégrité des molécules d'acide nucléique complétées, une méthode sûre et efficace doit être sélectionnée.L'ADN complété est délivré à la cellule ou au tissu cible.L'AAV est largement utilisé comme véhicule d'administration pour le traitement des maladies en raison de son effet infectieux élevé, de sa faible immunogénicité et de son large tropisme pour divers types de tissus.À l'heure actuelle, un grand nombre de travaux de recherche ont déterminé le tropisme de différents sous-types d'AAV par rapport à différents types de cellules dans la cochlée de souris.L'utilisation de caractéristiques d'administration d'AAV combinées à des promoteurs spécifiques aux cellules peut permettre d'obtenir une expression spécifique aux cellules, ce qui peut réduire les effets hors cible.De plus, comme alternative aux vecteurs AAV traditionnels, de nouveaux vecteurs AAV synthétiques sont constamment développés et présentent une capacité de transduction supérieure dans l'oreille interne, dont AAV2/Anc80L65 est le plus largement utilisé.Les méthodes d'administration non virales peuvent être divisées en méthodes physiques (microinjection et électroporation) et en méthodes chimiques (nanoparticules à base de lipides, à base de polymères et d'or).Les deux approches ont été utilisées dans le traitement des troubles héréditaires de la surdité et ont montré des avantages et des limites différents.En plus du véhicule d'administration pour la thérapie génique en tant que véhicule, différentes approches pour l'administration de gènes in vivo peuvent être employées sur la base de différents types de cellules cibles, voies d'administration et efficacité thérapeutique.La structure complexe de l'oreille interne rend difficile l'accès aux cellules cibles et la distribution des agents d'édition du génome est lente.Le labyrinthe membraneux est situé dans le labyrinthe osseux de l'os temporal et comprend le canal cochléaire, le canal semi-circulaire, l'utricule et le ballonnet.Son isolement relatif, sa circulation lymphatique minimale et sa séparation du sang par une barrière de labyrinthe sanguin limitent l'administration systémique efficace de produits thérapeutiques aux souris néonatales uniquement.Pour obtenir des titres viraux adaptés à la thérapie génique, une injection locale directe de vecteurs viraux dans l'oreille interne est nécessaire.Les voies d'injection établies comprennent [6] : (1) la membrane de la fenêtre ronde (RWM), (2) la trachéotomie, (3) la cochléostomie endolymphatique ou périlymphatique, (4) la membrane de la fenêtre ronde plus la fenestration du tube (CF) (comme dans la Fig. 3).

Fig3.Délivrance de la thérapie génique dans l'oreille interne.

Bien que de nombreux progrès aient été réalisés dans le domaine de la thérapie génique, sur la base d'objectifs translationnels cliniques, il reste encore du travail à faire avant que la thérapie génique puisse devenir une option de traitement de première ligne pour les patients atteints de maladies génétiques, en particulier dans le développement de vecteurs et d'une méthode d'administration sûrs et efficaces.Mais nous pensons que dans un avenir proche, ces types de traitements deviendront un incontournable de la thérapie personnalisée et auront un impact extrêmement positif sur la vie des personnes atteintes de maladies génétiques et de leurs familles.

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