Maladies, traitements et vecteurs en biotechnologie

Notes sur les maladies et traitements

• Hémosidérine

  • C'est une protéine qui stocke le fer dans le corps. Un excès d'hémosidérine peut conduire à des maladies comme l'hémochromatose, où le fer s'accumule dans les organes, causant des dommages.

• Amaurose congénitale de Léber (LCA)

  • Un type de maladie génétique rare qui cause une perte de vision sévère à la naissance ou dans les premiers mois de la vie. Elle est souvent due à des mutations dans des gènes spécifiques impliqués dans le développement des cellules rétiniennes.

• Cancer : onco-thérapie visuelle

  • Ce terme fait référence aux traitements spécifiques du cancer qui peuvent inclure des thérapies ciblées et des approches visuelles pour diagnostiquer ou surveiller la maladie. Les méthodes d'imagerie comme l'IRM et la TDM sont cruciales dans le suivi l'évolution du cancer.

Extended readings:

www.ncbi.nlm.nih.gov

Leber congenital amaurosis/early-onset severe retinal dystrophy

www.asrs.org

Leber Congenital Amaurosis (LCA) - Patients

www.ncbi.nlm.nih.gov

Leber Congenital Amaurosis (LCA): Potential for Improvement of ...

Notes sur l'encapsidation et les vecteurs rétroviraux

Introduction à l'encapsidation

• Définition : L'encapsidation est le processus par lequel les gènes d'un virus sont protégés par une coque protéique.
• Importance : C’est essentiel pour la protection des acides nucléiques contre les dégradations dans l’environnement.

Vecteurs rétroviraux

• Principe de départ : Utilisation de vecteurs rétroviraux pour la manipulation génétique, en particulier pour la thérapie génique.
• Composants clés :
  • LTR (Long Terminal Repeat) – Élément essentiel dans la structure du rétrovirus pour le promoteur.
  • Gènes gag-pol et env – Importants pour la formation des protéines virales et l’encapsidation.

Avantages des vecteurs rétroviraux

1. Intégration stable du transgène :
   • Permet une transmission efficace aux cellules filles.
   • Établit une expression prolongée des gènes insérés.
2. Faible immunogénicité :
   • Réduit les réponses immunitaires indésirables lorsque le vecteur est utilisé pour l'administration dans l'organisme.

Inconvénients

• Risque de mutagenèse :
  • Potentiel de provoquer des mutations dans le génome de la cellule hôte.
  • Peut engendrer des effets indésirables.

Processus d'encapsidation

• Processus employé :
  • Utilisation de vecteurs et de plasmides pour l’encapsidation.
  • Génomes d'encapsidation : Inclusion de deux plasmides et un vecteur.
  • Nul P de capside : Indique qu'il n'y a pas de séquence codante pour la capside virale, permettant ainsi de prévenir la réplication non souhaitée.

Administration

• Méthodes d'inoculation :
  • Les vecteurs peuvent être soient inoculés, soit injectés directement dans l’organisme.
  • Cela vise à assurer une distribution efficace du transgène dans les cellules cibles.

Résumé

Ces notes donnent un aperçu des mécanismes et des implications de l'utilisation des vecteurs rétroviraux dans la biotechnologie et la thérapie génique, soulignant l'importance de balancer bénéfices et risques.

Extended readings:

pmc.ncbi.nlm.nih.gov

The use of retroviral vectors for gene therapy-what are the risks? A ...

www.nature.com

Viral vector platforms within the gene therapy landscape - Nature

www.ncbi.nlm.nih.gov

Gammaretroviral Vectors: Biology, Technology and Application - NCBI

Notes sur les vecteurs paroviraux (virus AAV)

Introduction

Les vecteurs paroviraux, particulièrement les vecteurs dérivés des virus AAV (Adeno-Associated Virus), sont largement utilisés en recherche et thérapie génique. Ils offrent des avantages uniques pour l'insertion de gènes dans des cellules cibles.

Caractéristiques des Vecteurs AAV

• Séquences non codantes ITR :
  • Ces séquences sont essentielles pour l'assemblage de la capside et le packaging du génome viral. Elles permettent une bonne insertion du matériel génétique dans les cellules hôtes.
• Structure et Packaging :
  • Le génome viral est encapsulé dans des particules virales spécifiques. L'expression des gènes se fait grâce à deux ORF (open reading frames) : rep et cap.
• Remplacement pour une cassette d'expression :
  • On peut remplacer les gènes rép et cap par d'autres séquences d'intérêt pour la thérapie génique, permettant ainsi l'expression de gènes thérapeutiques.

Avantages

• Expression du transgène :

  • Plus stable que d'autres vecteurs, comme les adénovirus, permettant une expression prolongée du gène introduit.

• Infection initiale :

  • Capacité d'infecter des cellules quiescentes, offrant une large tropisme (aptitude d’un virus à infecter des types cellulaires spécifiques).

• Modification par génie génétique :

  • Capacité de modifier génétiquement la capside pour cibler des cellules spécifiques.

Inconvénients

• Taille limitée du virus :

  • Le virus a une capacité de chargement limitée, ne pouvant transporter que des cassettes d'expression d'environ 5 kb.

• Réponse immunitaire :

  • Possibilité d'une réponse immunitaire contre le vecteur, limitant les réinfections successives. Une partie de la population peut être déjà immunisée, ce qui pose des défis pour l'utilisation répétée des vecteurs.

• Nécessité de co-infection :

  • Peut nécessiter une co-infection avec un virus helper pour une expression efficace des gènes thérapeutiques.

Conclusion

Les vecteurs paroviraux, en particulier les AAV, représentent des outils prometteurs dans la thérapie génique, bien qu'ils présentent certains défis pratiques. Leur capacité à générer une expression stable et durable des gènes thérapeutiques est un atout majeur.

Remarque finale

Il est essentiel de prendre en compte les avantages et inconvénients des vecteurs paroviraux lors de la conception d'études ou de traitements basés sur la thérapie génique.

Extended readings:

www.ncbi.nlm.nih.gov

Challenges Posed by Immune Responses to AAV Vectors - NCBI

pmc.ncbi.nlm.nih.gov

Immune responses to AAV vectors: overcoming barriers to ...

www.frontiersin.org

Human Immune Responses to Adeno-Associated Virus (AAV) Vectors

Notes sur les vecteurs viraux recombinants et thérapie génique

4 Principales étapes de la thérapie génique

1. Isoler et cloner le gène thérapeutique

   • Cela implique l'extraction d'ADN de la cellule cible et la copie du gène d'intérêt pour une utilisation future.

2. Constituer un vecteur viral recombinant

   • Un vecteur est un virus modifié qui peut transporter le gène thérapeutique dans les cellules cibles sans provoquer de maladies.

3. Administrer ce vecteur viral recombinant au patient

   • L'administration peut se faire à travers diverses méthodes, y compris par injection ou d'autres techniques suivant le type d'infection souhaitée.

4. Vérifier l'intensité et durée de l'expression du gène thérapeutique

   • Il est crucial d'évaluer si le gène est exprimé correctement et de monitorer les potentiels effets secondaires que cela pourrait engendrer.

Comment effectuer la thérapie génique ?

• Méthode ex vivo : Modifications effectuées sur les cellules en dehors du corps avant de les réintroduire.
• Méthode in vivo : Modifications génétiques réalisées directement dans le corps.
• Méthode in situ : Similaire à in vivo, mais ciblée sur des régions spécifiques.

Vecteurs viraux recombinants

Type de vecteur	Exemples
Vécteurs adénoviraux	Utilisés pour leur capacité à infecter un grand nombre de cellules.
Vécteurs lentiviraux	Capables d'infecter des cellules en division ou non.
Vécteurs rétroviraux	Utilisés dans des applications spécifiques (ex. recherche sur le cancer).

Remplacement de gènes viraux

• Remplacer des gènes viraux impliqués dans la réplication par une cassette d'expression où l'on retrouve le gène thérapeutique, ainsi que les promoteurs nécessaires pour son expression dans les cellules cibles.
  • L'objectif est de rendre le vecteur viral non pathogène tout en assurant l'expression efficace du gène thérapeutique.

Extended readings:

www.inserm.fr

Thérapie génique · Inserm, La science pour la santé

dumas.ccsd.cnrs.fr

[PDF] cas des vecteurs viraux rAAV - DUMAS

theses.hal.science

[PDF] DEVELOPPEMENT DE VECTEURS LENTIVIRAUX NON ...

Notes sur les Applications Médicales

Vaccin

• Les vaccins sont des préparations biologiques qui fournissent une immunité acquise contre une maladie.
• Ils agissent généralement en introduisant un agent pathogène affaibli ou inactivé ou une partie de celui-ci dans l'organisme, ce qui stimule la réponse immunitaire.

Thérapie Génétique

• Vecteur d'information génétique (ex. : virus, plasmides) : utilisé pour introduire du matériel génétique dans les cellules de l'organisme (par exemple, les lymphocytes).
• Objectif : introduire des gènes thérapeutiques pour corriger des maladies génétiques.

Points Importants :

• Importer une copie fonctionnelle d’un gène peut aider à suppléer à un gène défectueux ou malade.
• La thérapie génique peut aussi réparer des mutations génétiques directement dans le gène cible, souvent grâce à des outils comme la CRISPR.

Renforcement de l'immunité

• Cette approche vise à renforcer le système immunitaire du patient, en lui permettant de mieux lutter contre les maladies.
• On peut faire exprimer des gènes d'intérêt dans le corps du patient pour stimuler une réponse immunitaire.

Besoin de Vecteurs

• Pour introduire un acide nucléique dans les cellules, on a besoin de vecteurs appropriés.

Type de Vecteur	Description
Non-viral	Utilise des systèmes lipidiques
Nanoparticules lipidiques	Facilitent la perméabilité cellulaire

Idées Supplémentaires

• Les nanoparticuleslipidiques sont de plus en plus explorées pour leur capacité à transporter des molécules d'ADN/ARN vers les cellules cibles.
• Il pourrait être utile d'explorer les moyens de rendre ces vecteurs plus efficaces et spécifiques afin de minimiser les effets secondaires et améliorer les résultats des thérapies géniques.

Extended readings:

www.msss.gouv.qc.ca

Immunogénicité des vaccins - Professionnels de la santé

www.ncbi.nlm.nih.gov

Les vaccins de demain - PMC - NCBI

www.inserm.fr

Thérapie génique · Inserm, La science pour la santé