CONGRÈS WMS SALT LAKE CITY (USA) DU 5 AU 8 SEPTEMBRE 2001 COMPTE RENDU FLASH. VI ème CONGRÈS INTERNATIONAL DE LA WORLD MUSCLE SOCIETY

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1 CONGRÈS WMS SALT LAKE CITY (USA) DU 5 AU 8 SEPTEMBRE 2001 COMPTE RENDU FLASH VI ème CONGRÈS INTERNATIONAL DE LA WORLD MUSCLE SOCIETY

2 2 Expérimentation et thérapie : faire la différence L e 6éme congrès international de la World Muscle Society s est tenu à Salt Lake City (USA) du 5 au 8 septembre Environ 300 cliniciens et chercheurs du monde entier ont participé à cette réunion consacrée aux pathologies neuromusculaires. Trois thèmes principaux ont été développés en séances plénières : dystrophie musculaire facio-scapulohumérale (FSH) et dystrophies musculaires à transmission dominante, amyotrophies spinales et neuropathies périphériques, thérapeutiques et prise en charge des dystrophies musculaires. Les discussions organisées autour des nombreux posters présentés ont favorisé les échanges et fourni des données supplémentaires (cliniques, génétiques, thérapeutiques) sur ces maladies mais aussi sur d autres pathologies telles que les dystrophies musculaires congénitales, les dystrophinopathies, les myopathies congénitales, les maladies mitochondriales Deux faits essentiels ont marqué ce congrès : le développement important des corrélations entre phénotype/génotype et l évaluation des différentes voies thérapeutiques possibles qu il s agisse de traitements médicamenteux, de transfert de gènes ou de thérapie cellulaire. La révolution thérapeutique liée à l avènement des thérapies génique et cellulaire n est pas imminente. En attendant les preuves formelles de la faisabilité et de l efficacité de ces thérapies chez l homme, il est nécessaire de poursuivre parallèlement les essais de traitements médicamenteux. Prévenir et limiter les déficiences fonctionnelles chez les patients atteints de maladies neuromusculaires reste un objectif prioritaire. Outre, les nombreuses difficultés techniques à résoudre lors du passage de l expérimentation animale au traitement chez l homme, reste le "délicat problème" de l éthique lié à l application des nouveaux traitements possibles dans les maladies neuromusculaires. 1 FSH : une pathologie singulière CORRÉLATIONS GÉNOTYPE/PHÉNOTYPE La dystrophie facio-scapulo-humérale (FSH) est due à une délétion, dans la région subtélomérique du chromosome 4, caractérisée par la perte plus ou moins importante d un fragment répétitif D4Z4 de 3,3 Kb (kilobases). La taille de la délétion est corrélée à l âge de début et à la sévérité de la maladie. La délétion est stable au cours des générations au sein d une même famille bien qu une grande variabilité phénotypique Cœur et FSH : à suivre L expérience de l hôpital de la Salpétrière en 2001 confirme qu une atteinte cardiaque peut être observée chez certaines personnes atteintes de dystrophie facio-scapulo-humérale (FSH). Un examen cardiaque comprenant un ECG et un échocardiogramme a été effectué chez tous les patients FSH suivis à l Institut de Myologie. Des investigations cardiaques supplémentaires ont été pratiquées chez ceux présentant des symptômes cliniques ou des anomalies à l ECG. Ni manifestation cardiaque ni anomalie significative à l ECG n ont été retrouvées chez la majorité des patients suivis. Cependant, dix-huit patients présentaient une arythmie, des troubles de conduction ou une dysfonction ventriculaire modérée. En conséquence, il est proposé que le suivi des patients atteints de FSH comporte un électrocardiogramme (ECG) annuel à la recherche de troubles de la conduction. En présence de bloc de conduction chez des sujets jeunes ou de signes cliniques évocateurs d arythmie paroxystique, la réalisation d investigations complémentaires, y compris d examens électrophysiologiques endocavitaires, est suggérée.

3 intra-familiale soit observée. Les néomutations représentent 10% des cas et une mosaïque somatique est observée dans 40% des cas de novo. En présence d une telle mosaïque, les hommes sont plus fréquemment atteints que les femmes, 50% contre 14%. De plus, le seuil de mosaïcismes entraînant une atteinte musculaire est plus élevé chez les femmes que chez les hommes : 70% des cellules doivent être touchées chez les femmes contre 35% chez les hommes. La FSH se singularise par sa fréquence (prévalence estimée à 1/20 000), son expression clinique (atteinte particulièrement asymétrique de degré très variable) et ses mécanismes moléculaires. Chez environ 20% des sujets, aucun symptôme n est observé avant l âge de 30 ans. L atteinte faciale, premier signe clinique dans 7% des cas, est retrouvée à l examen chez 95% des patients. Outre le déficit musculaire allant d un déficit facial isolé jusqu à une atteinte sévère généralisée (recours au fauteuil roulant dans 15% des cas), des symptômes associés sont observés dans certains cas : scoliose (32%), rétractions des chevilles (10%), thorax en entonnoir (5%), diminution sub-clinique de l audition (75%) et vasculopathie rétinienne infraclinique (60%) ou avec baisse de l acuité visuelle (1%). Il existe une corrélation entre le sexe, l âge de début, le degré de progression et la sévérité de la maladie (formes plus modérées chez les femmes). Les formes infantiles (3% des formes de FSH) se caractérisent notamment par une hypoaccousie (65% des cas) et une baisse de l acuité visuelle (29%). Un retard mental est détecté chez 15% de ces enfants. EFFET DE POSITION ET EX- PRESSION GÉNIQUE Maladie autosomique dominante, la FSH résulte d un mécanisme moléculaire inhabituel : il s agit d une délétion de séquences répétées D4Z4 située à 25 Kb du télomère du chromosome 4. Il existe un locus homologue sur le chromosome 10 (10q). Dans plus de 20% de la population générale, un échange entre les régions subtélomériques de ces deux chromosomes peut être observé. Seules les délétions du chromosome 4 sont responsables de la maladie. Les répétitions D4Z4 sont situées dans une région d hétérochromatine c est-à-dire d ADN très condensé, riche en séquences répétées et DM1 et DM2 : maladies de l ARN L anomalie en cause dans la dystrophie myotonique de Steinert (DM1) est l amplification instable de triplets répétés CTG localisée sur le chromosome 19. Le défaut génétique responsable d une autre forme de dystrophie myotonique (DM2) est une très grande amplification instable de quadriplets répétés CCTG dans un motif doigt de zinc sur le chromosome 3. Dans les deux maladies, l anomalie en cause entraîne un dysfonctionnement du métabolisme des ARN messagers. Il semble que la séquestration dans le noyau (sous forme de foci ou agrégats) des ARN porteurs de grandes amplifications CUG (DM1) ou CCUG (DM2) puisse expliquer la plupart des symptômes observés dans DM1 ou dans DM2. Des anomalies de l épissage (splicing) du gène des canaux chlore (ClCN1) et des anomalies de transcription (anomalies de l épissage de l ARNm) du récepteur à l insuline ont été trouvées dans DM1 et DM2. Elles seraient respectivement responsables de la myotonie et de l insulinorésistance, deux des aspects du phénotype de DM1 et de DM2 (mécanisme qui serait commun à toutes les dystrophies myotoniques). DM1 et DM2 présentent des similitudes phénotypiques notables mais également des différences. Il n existe pas de formes congénitales ni d anticipation dans DM2 dont le phénotype est en général moins grave que celui de DM1 bien que l amplification CCTG soit plus importante et plus instable dans DM2. hautement méthylé. La délétion D4Z4 n a pas de transcrit mais elle modifie la structure de la chromatine entraînant une dérégulation de l expression de certains gènes dans la région par effet de position (position effect variegation ou PEV). Plusieurs gènes candidats (sensibles à l effet de position ou PEV) ont été identifiés dans une région de 100 Kb autour de la délétion D4Z4 dont FRG1, FRG2 et DUX4. La délétion D4Z4 permettrait l expression de DUX4 entraînant la production d une protéine toxique dans le muscle des patients atteints de FSH. La structure de la chromatine a une influence certaine sur la transcription des gènes. Les gènes localisés près de régions chromosomiques denses (comme le centromère) montrent une répression de leur expression. Des éléments régulateurs (locus control regions ou LCR) permettent l expression génique indépendamment de leur position. Si les séquences actives du LCR sont délétées, l expression des gènes sensibles à l effet de position (PEV) dépend alors de leur localisation par rapport à l hétérochromatine. Un modèle animal (souris) de PEV avec un transgène humain a été créé. Il a permis d identifier des séquences d ADN répétitives pathologiques capables d induire l effet de position et de montrer que le degré de "silence" des gènes peut être modifié par la surexpression des composants de la chromatine. 3

4 2 Amyotrophies spinales : quoi de neuf? MODÈLES ANIMAUX Les amyotrophies spinales sont des maladies autosomiques récessives caractérisées par une dégénérescence des motoneurones de la moelle épinière. Le défaut génique responsable, retrouvé chez 95% des patients, est une délétion de l exon 7 d une des deux copies du gène SMN (Survival Motor Neuron) localisé sur le chromosome 5. Les mutations du gène SMNt (copie télomérique) sont déterminantes dans les amyotrophies spinales, celles de la copie centromérique SMNc ne provoquent pas la maladie. Les protéines codées par ces deux copies ne sont pas les mêmes (la protéine codée par SMNc ne possède pas l extrémité carboxyterminale). Bien que la copie SNMc soit présente chez les patients, la protéine codée est nettement insuffisante pour prévenir l atteinte du motoneurone. Des modèlesmurins ont permis d étudier les effets phénotypiques selon le type de mutation et le nombre de copies. La souris dépourvue de gène SMN (souris knock out ou KO) présente une forme léthale. Chez la Gènes et protéines : toujours plus Un sixième gène responsable d un nouveau phénotype de myopathie à némaline (néma = bâtonnets), maladie à transmission autosomique dominante a été localisé sur le chromosome 15 en 15q21-q24. Déjà cinq gènes étaient associés à cette myopathie congénitale : gènes de l αtropomyosine (TPM3) en 1q21-23, de la nébuline (NEB) en 2q , de l αactine (ACTA1) en 1q42.1, de la βtropomyosine (TPM2) en 9p13.2-p13.1 et de la troponine (TNNT1) en 19q13.4. Un nouveau gène codant une protéine de la famille de la fukutine a été trouvé chez des patients atteints d une forme de dystrophie musculaire congénitale (DMC) et présentant certains signes cliniques et physiopathologiques observés dans la DMC de Fukuyama. Ce gène est localisé sur le chromosome 19 en 19q13.4. Un gène codant une protéine de 154 acides aminés, nommée toonin, a récemment été localisé sur le chromosome 17 en 17q25. Il existe une interaction entre toonin et dysferline. Des mutations du gène de la dysferline sont responsables de la dystrophie musculaire des ceintures type 2B (LGMD2B) et de la myopathie de Miyoshi. Un nouveau membre du complexe des sarcoglycanes, ζ(zeta)-sarcoglycane, a été identifié. Le gène codant est localisé sur le chromosome 8 en 8p22. Un déficit sévère (50 à 80%) de l aquaporine-4 (AQP4), protéine du sarcolemme du muscle squelettique, a été observé chez des patients atteints de dystrophie musculaire de Duchenne. Cette réduction de l expression de l AQP4 serait liée à un manque d interaction avec le complexe des protéines associées à la dystrophine. souris KO ayant reçu une copie SNMc mutée, on observe un tableau clinique apparenté à celui d une amyotrophie spinale type III. Le transfert de deux copies SMNc mutées à la souris KO entraîne un phénotype normal. Ces modèles animaux permettent également de tester des molécules thérapeutiques visant notamment à augmenter l expression de la protéine SMN. RÔLE DES TRANSPORTEURS DU GLUTAMATE Les études anatomiques et physiologiques suggèrent que les transporteurs du glutamate ont un rôle important dans la transmission synaptique normale et dans le maintien de faibles taux de glutamate extracellulaire. Cinq transporteurs du glutamate (excitatory amino acid transporters ou EAAT1 à EAAT5) ont été identifiés chez l homme. Les protéines EAAT1 et EAAT2 sont des transporteurs astrocytaires alors que EAAT3 et EAAT4 sont des transporteurs neuronaux. Certains sont impliqués dans la dégénérescence du motoneurone. Il existe une diminution conséquente de la protéine EAAT2 dans la sclérose latérale amyotrophique et les modèles animaux knock out pour cette protéine présentent un phénotype de dégénérescence progressive du motoneurone. Les molécules stimulant la production de certains de ces transporteurs peuvent induire une neuroprotection et prévenir la neurodégénérescence. Trois modèles (motoneurones en culture, souris trangéniques, murin infecté par le virus sindbis) sont utilisés pour tester différentes voies thérapeutiques (traitement pharmacologique ou thérapie par cellules souches). Le Celebrex, un inhibiteur de COX2 (protéine stimulant l action du glutamate), entraîne une augmentation de la recapture du glutamate et prévient la dégénérescence du motoneurone. L injection de cellules souches nerveuses en intrathécal chez des modèles animaux montre une régénération des motoneurones et une amélioration clinique des animaux. Cependant, la thérapie par cellules souches soulève de nombreux problèmes techniques ainsi qu éthiques. 4

5 3 Traitements des MNM : état des lieux 5 DMD : STÉROÏDES EN PREMIÈRE LIGNE Malgré les résultats encourageants obtenus par le transfert de gène chez la souris mdx, la thérapie génique n a pas encore atteint son objectif chez les patients atteints de dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Un des problèmes semble être le passage trop rapide des expérimentations animales aux essais chez l homme, essais habituellement localisés à un seul muscle et défini comme essai thérapeutique. Aussi, en attendant que les perspectives de thérapie génique deviennent plus réalistes, il apparaît important de poursuivre les traitements médicamenteux. Actuellement, les stéroïdes sont les seules molécules à avoir montré un certain bénéfice chez les patients atteints de DMD, bien qu il n existe pas de consensus quant à leur utilisation en routine. Les modalités thérapeutiques ne sont pas déterminées et nombre de question se posent : tous les enfants atteints doivent-ils être traités? les bénéfices sont-ils supérieurs aux effets secondaires? quel est le meilleur moment pour débuter le traitement? quel est le protocole d administration optimal? Il n existe pas d études sur le bénéfice à long terme des stéroïdes sur le maintien de la marche, l amélioration de la fonction respiratoire et de la durée de vie ou sur l évolution de la cardiomyopathie associée. Cependant, l administration intermittente de prednisolone à faible dose (0,75mg/kg/jour, les 10 premiers jours de chaque mois) montre un bénéfice plus marqué chez les enfants de 4 5 ans sans effet secondaire à long terme sur le poids, la croissance ou la minéralisation osseuse. Transfert d ADN "nu" chez la souris L électrotransfert d ADN "nu" est une méthode permettant d effectuer un transfert de gène sans utiliser de vecteurs viraux. Son intérêt est de ne pas induire de réponse immunitaire et d éviter le recours aux immunosuppresseurs. L électrotransfert d ADN "nu" a été testé avec succès dans les muscles squelettiques de trois modèles animaux : souris mdx (modèle de la DMD) et souris dy et dy 2j (modèles de la dystrophie musculaire congénitale mérosine négative). Chez ces trois modèles, le pourcentage de fibres transfectées exprimant les protéines est de 40% démontrant que la fibrose musculaire n est pas un obstacle majeur au transfert de gène par électrotransfert. L expression protéinique a persisté pendant environ trois semaines en l absence d immunosuppression. DMD ET GENTAMYCINE : LE POINT Une des stratégies proposée dans le traitement de la DMD et d autres dystrophies musculaires consiste à utiliser des molécules visant à augmenter l expression du gène déficient. La gentamycine administrée chez la souris mdx présentant un codon stop prématuré entraîne une augmentation de l expression de la dystrophine (10 à 20%) dans le muscle squelettique et une diminution des créatines kinases sériques (CPK). Ces résultats ont induit la réalisation d un essai clinique chez dix patients atteints de DMD porteurs d un codon stop. Le protocole thérapeutique consistait en l administration quotidienne de 7,5 mg/kg de gentamycine en perfusion intraveineuse pendant quatorze jours. A l issu de ce traitement, une diminution des CPK a été observée mais un retour progressif aux valeurs initiales s est effectué en quarante cinq jours. Il n a pas été obtenu d augmentation de la dystrophine à la biopsie musculaire ni d amélioration de la force musculaire. Il n a pas été constaté de gain fonctionnel notable : l amélioration d un seul item (montée des escaliers) a été notée. Des essais, avec administration de gentamycine sur de plus longues périodes (6 mois) sont envisagés. LGMD 2D : TRANSFERT DE GÈNE RÉUSSI Un essai de thérapie génique utilisant un vecteur recombinant (AAV ou adenoassociated virus) a été réalisé chez des patients atteints d αsarcoglycanopathie (dystrophie musculaire des ceintures ou LGMD 2D). Le transfert de gène a été réalisé par injection dans le muscle extenseur propre des orteils. La biopsie musculaire à six semaines confirme l expression de la protéine dans le muscle ciblé. Aucun effet secondaire n a été rapporté : l AAV n a pas provoqué d inflammation ni locale ni systémique. Le résultat positif de cette technique permet de considérer l AAV comme un vecteur de choix pour le transfert de gène dans cette pathologie et d envisager une augmentation de la quantité injectée lors de prochaines études. Une extension de cette technique à d autres muscles et à d autres LGMD est également envisagée.

6 MNM : BÉNÉFICES DE LA PRISE EN CHARGE Permettant de limiter les complications liées à la maladie, la prise en charge respiratoire et orthopédique reste indispensable chez les patients atteints de maladies neuromusculaires. Dans les dystrophies musculaires, l atteinte des muscles intercostaux et du diaphragme entraîne un syndrome pulmonaire restrictif (hypoventilation, toux faible). La prophylaxie des infections respiratoires inclut la kinésithérapie notamment les percussions thoraciques, l aide à la toux et la ventilation intermittente en pression positive. L assistance respiratoire est requise pour maintenir un bon état pulmonaire même en dehors d une infection aiguë. Les vaccinations anti-pneumoccocique et antigrippale sont aussi des mesures préventives pouvant être préconisées. Les complications du syndrome restrictif pulmonaire peuvent être insidieuses se révélant par des perturbations de la respiration nocturne (liés à une hypoventilation pendant le sommeil) souvent associées à des réveils ainsi qu à des céphalées matinales et à une somnolence diurne. La ventilation nocturne non invasive entraîne la disparition de ces symptômes. La prise en charge chirurgicale concerne notamment le rachis et les pieds. L arthrodèse rachidienne est indiquée quand l évolutivité de la scoliose est trop importante. Dans certaines maladies neuromusculaires, la kinésithérapie et l appareillage ne suffisent pas à contrôler les déformations rachidiennes, sources de douleurs, de complications orthopédiques et respiratoires. L objectif de la chirurgie des déformations du pied est de rendre la station debout plus confortable et, après la perte de la marche, de permettre le chaussage. Chez les personnes ayant conservé la marche, les transferts de tendons, en corrigeant les déformations des pieds et des chevilles et en maintenant un équilibre musculaire, permettent de préserver la marche. Une chirurgie des parties molles associée à une ostéotomie peut être pratiquée en cas de déformations fixées des pieds et des chevilles. Les orthèses jouent un rôle important en maintenant la correction chirurgicale : le port d un appareillage évite les risques de récidive. Fonction motrice : une échelle de mesure Une étude multicentrique (18 centres en France et en Suisse) coordonnée par une équipe française a permis de valider la première version d une échelle de mesure de la fonction motrice chez les patients atteints de maladies neuromusculaires. Trois cent soixante-seize patients atteints d une maladie neuromusculaire (dystrophie musculaire progressive, myopathie congénitale, dystrophie musculaire congénitale, dystrophie myotonique, amyotrophie spinale et neuropathie héréditaire), âgés de 6 à 60 ans, ont participé à cette étude. L échelle incluait 51 items, intéressant les membres supérieurs et inférieurs, la tête, le tronc et la face. Les capacités fonctionnelles du patient étaient notées de 0 (impossibilité d initier un mouvement) à 4 (exercice réalisé complètement selon un modèle standard). La validation de cette échelle a plusieurs objectifs : étudier l histoire naturelle des maladies neuromusculaires, quantifier le résultat des mesures thérapeutiques, sélectionner des groupes de patients pour les essais cliniques et faciliter la communication entre les équipes de cliniciens et de chercheurs. Ce document est le reflet des interventions qui ont eu lieu le du 5 au 8 septembre 2001, lors du «VIème congrès de la World Muscle Society» qui s'est déroulé à Salt Lake City (USA). Il nécessite d être réactualisé en fonction de l évolution des connaissances. AFM Fiche Technique Myoline Rédaction : E. Biard Validation : T. Kuntzer, M. Devillers Maquette : I. Pereira myoline@afm.genethon.fr 05/02-1ère édition Impression : ep