Le développement préclinique des tcDNA pour la Dystrophie Musculaire de Duchenne

La Dystrophie Musculaire de Duchenne est une maladie génétique mortelle qui touche un garçon sur 3500. Elle se manifeste par une faiblesse musculaire progressive conduisant à une perte de la marche autour de l’âge de 10 ans, puis des problèmes respiratoires et cardiaques. Elle est due à des mutations dans le gène DMD conduisant à une absence de la protéine dystrophine. Il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement satisfaisant. L’une des stratégies thérapeutiques les plus prometteuses pour cette maladie consiste à moduler l’épissage de l’ARN pré-messager. Cette stratégie appelée aussi « saut d’exon » utilise principalement des oligonucléotides antisens qui vont permettre de restaurer le cadre de lecture et ainsi entrainer la production de protéine.Le laboratoire Biothérapie des Maladies du Système Neuromusculaire a développé une nouvelle chimie d’oligonucléotide antisens, les tricyclo-DNA (tcDNA), ayant fait leur preuve pour effectuer un saut de l’exon 23 efficace dans des modèles murins de la DMD. En effet, les chercheurs de l’équipe ont pu démontrer la présence de saut d’exon et de restauration de dystrophine dans l’ensemble de la musculature et dans le système nerveux central, permettant d’obtenir une amélioration fonctionnelle. Lors de ma thèse, je me suis intéressée au développement pré-clinique d’un tcDNA ciblant l’exon 51 humain, puisqu’il s’agit de l’exon permettant de traiter la plus grande proportion de patients (13%).La première partie de mon projet a été consacrée à l’amélioration de la tolérabilité des tcDNAs à travers deux approches : la modification de la séquence et la modification du design de la molécule. En effet, la cause principale de la toxicité des tcDNAs est la formation de structures homodimériques associée à la présence de liens phosphorothioates (PS). Cette première étude a permis, d’une part, de démontrer qu’une modification de la séquence entraine une élimination des structures homodimériques et permet ainsi d’obtenir une meilleure tolérabilité de la molécule. D’autre part nous avons pu mettre en évidence qu’une diminution du contenu en liens PS permet de limiter l’apparition d’une toxicité à long terme sans impacter significativement l’efficacité.La deuxième partie de mon projet de thèse a été consacrée à l’optimisation de l’efficacité des tcDNAs. Pour cela deux approches ont été investiguées : d’une part l’amélioration de la biodisponibilité de la molécule et d’autre part l’optimisation de la séquence cible. Nous avons ainsi pu démontrer que la conjugaison d’un acide gras à un tcDNA entraine une amélioriation significative de sa biodistribution et de l’efficacité du tcDNA. En parallèle, un criblage de nombreuses séquences ciblant différentes régions de l’exon 51 a permis de sélectionner une séquence candidate présentant une efficacité nettement supérieure à celle de la séquence initiale. Cette séquence, conjuguée à un acide palmitique, a démontrée des résultats extremement encourageants pour les futurs essais cliniques et est actuellement en phase finale de développement préclinique.