Le virus du sida, un outil au service de la thérapie génique ?

À l'origine d'une des plus grandes catastrophes sanitaires qu'ait connues l'humanité, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) pourrait aussi devenir un outil pour la thérapie génique. En suivant à la trace le VIH lorsqu'il pénètre dans le noyau des cellules qu'il infecte, l'équipe de Pierre Charneau (Institut Pasteur, Paris) travaille sur la mise au point d'un nouveau vecteur. Celui-ci pourrait apporter les «bons» gènes dans des cellules jusqu'alors inaccessibles à la thérapie génique.

Un certain nombre de pathologies sont liées à la présence dans le patrimoine génétique d'une version défectueuse d'un gène donné. La thérapie génique vise à transférer le gène correctif dans les cellules responsables de l'anomalie. Cependant, grevée par des échecs successifs, la thérapie génique avait beaucoup déçu.

Deux grandes approches existent: l'approche ex vivo et l'approche in vivo. La plupart des essais de thérapie génique ont été faits ex vivo. Des cellules sont prélevées chez le patient. Elles sont modifiées puis réinjectées. C'est notamment ce qui est fait pour traiter les pathologies du sang. Dans l'approche in vivo, le vecteur porteur du gène correctif est directement injecté dans un «site», par exemple le cerveau. Il va y cibler spécifiquement certaines cellules: les astrocytes et non les neurones dans certaines pathologies neurodégénératives.

Pour effectuer ce transfert, les chercheurs se sont prioritairement tournés vers des virus qui pénètrent dans le noyau des cellules pour utiliser à leur profit le matériel génétique de celles-ci. Une fois modifiés et rendus inoffensifs, certains de ces virus peuvent devenir des vecteurs pour transférer le gène thérapeutique. Mais ceux de la famille des rétrovirus, croyait-on, ne pouvaient entrer dans le noyau des cellules qu'au moment où celles-ci se divisent et où la membrane nucléaire se désagrège.

En étudiant les différentes étapes de l'infection d'une cellule par le VIH, l'équipe de Pierre Charneau a pourtant démontré que l'ADN du VIH peut pénétrer dans le noyau des cellules qui ne se divisent pas, grâce au processus appelé «import nucléaire». Elle a même pu suivre son cheminement en temps réel. «Nous avons montré qu'une séquence dite "ADN flap", présente dans le génome du VIH, est impliquée dans l'import nucléaire de ce dernier au sein de la cellule infectée. Elle intervient directement dans la traversée de la membrane nucléaire», explique Pierre Charneau.

Cette propriété particulière du VIH en fait un bon véhicule pour faire pénétrer un gène dans le noyau des neurones, des cellules hépatiques ou des cellules souches de la moelle, qui n'ont pas ou peu de divisions.

Par le passé, l'utilisation d'adénovirus — qui peuvent entrer dans les cellules qui ne se divisent pas — comme vecteurs a soulevé un immense espoir. Ils posent cependant un problème lié aux gènes viraux, qui provoquent une réaction immunitaire aboutissant à l'élimination des cellules ayant reçu le gène à visée thérapeutique.

Premières applications

Du VIH, dont on ne conserve que les parties dénuées d'information génétique (soit 10 % du virus d'origine), seule la partie thérapeutique est transférée dans le noyau de la cellule. «C'est pour cette raison que les lentivirus [sous-groupe de la famille des rétrovirus], comme le VIH, apparaissent comme des vecteurs bien adaptés à la thérapie génique», analyse Pierre Charneau.

L'idée n'est pas complètement nouvelle, mais les connaissances accumulées sur le VIH font que l'équipe de Pierre Charneau collabore maintenant à différents projets de thérapie génique ou de vaccin thérapeutique. Par exemple, à celui des professeurs Alain Fischer et Marina Cavazzana-Calvo, qui porte sur les «bébés bulles», ces enfants atteints d'un déficit immunitaire complet. Leur premier essai de thérapie génique avait été interrompu en 2002, à la suite de complications liées au vecteur rétroviral.

«Ce qui est intéressant, c'est que le vecteur lentiviral dérivé du VIH va permettre d'élargir le type de cellules ciblées et d'augmenter le transfert de gènes dans les cellules souches hématopoïétiques», commente Alain Fischer.

Avec un vecteur lentiviral de type VIH, le taux de transfert de gène dans les cellules souches hématopoïétiques est de 90 %, ce qui représente un changement d'échelle par rapport aux autres vecteurs, selon Pierre Charneau. Ce dernier a créé une société de biotechnologie associée à l'Institut Pasteur pour développer les applications de ce vecteur pour la vaccination thérapeutique, notamment contre le sida et les tumeurs.