Ciliopathie, Amaurose congénitale de Leber, CEP290, Thérapie, Petite molécule, Prostaglandine, Voie de signalisation AMPc, Modèles cellulaires et murins, Fenêtre thérapeutique, Ciliogenèse

La détection de la lumière par la rétine, et sa transduction en signaux neuronaux à destination du cerveau, requiert l'intégrité du segment externe (SE) des photorécepteurs. Il s'agit d'un cil primaire spécialisé, dont les anomalies sont une cause majeure de dystrophies rétiniennes héréditaires (DRHs). Il est courant que ces maladies, lorsqu'elles impliquent le SE, associent des atteintes systémiques, signes de dysfonctions ciliaires plus globales. CEP290 est essentiel à la biogénèse ciliaire. Ses mutations sont la principale cause d'amaurose (cécité) congénitale de Leber (ACL) dont elles expliquent environ 20 % des cas. Elles contribuent aussi significativement aux formes syndromiques d'ACL qui appartiennent au spectre syndromique Senior-Loken-Joubert-Meckel. L'ACL se manifeste par une cécité dès, ou peu après la naissance. Cependant, les patients atteints de la forme associée à CEP290 (ACL10) conservent des photorécepteurs dormants pendant 2-3 décennies. Des développements thérapeutiques sont en cours visant à activer ces cellules dormantes. Mais ceux-ci ciblent des mutations récurrentes de CEP290 ; il n'existe pas à ce jour de traitement indépendant des mutations. Plusieurs études ont révélé l'importance de l'AMPc dans le maintien de l'homéostasie ciliaire. Nous présentons ici la preuve de concept d'un traitement des défauts de biogenèse ciliaire associés à CEP290 par le Taprenepag, un agoniste spécifique du récepteur à prostaglandine E2 (PGE2) EP2, stimulant la synthèse d'AMPc. Par l'étude de lignées de fibroblastes de malades porteurs de mutations et de défauts ciliaires de sévérité variable, nous montrons que l'exposition au Taprenepag (0,2 µM) stimule significativement la synthèse d'AMPc ainsi que la biogénèse et l'élongation ciliaires, indépendamment du génotype. Par ailleurs, nous montrons chez la souris qu'une injection intrapéritonéale unique de Taprenepag (8 mg/kg) suffit à exposer la rétine au composé. Enfin, nous rapportons les résultats d'une étude préclinique utilisant deux modèles murins de dégénérescence rétinienne de sévérité variable associée à Cep290 créés à l'institut. Le premier, homozygote pour la délétion en phase de l'exon 36, manifeste une dégénérescence rétinienne précoce et sévère mais progressive (dégénérescence complète à 4 mois de vie). Nous montrons que l'injection intrapéritonéale répétée de Taprenepag (18 mg/kg de P6 à P27 1j/3) est inoffensive et ralentit la dégénérescence rétinienne, favorise la formation de SE et leur enrichissement en photopigment, et améliore significativement la réponse des photorécepteurs à la lumière (Publication 1, en préparation). Le second modèle, hétérozygote composite pour la délétion de l'exon 36 et une mutation nonsense sur l'autre allèle, présente un phénotype majoré (dégénérescence complète dès l'âge de 1 mois) que le même traitement ne parvient pas à atténuer. Ceci suggère la nécessité d'adapter les modalités du traitement selon la fenêtre thérapeutique (Publication 2, en préparation). Au total, nos résultats valident le modèle de criblage de composés à fort potentiel thérapeutique des ciliopathies rétinienne utilisant des fibroblastes de malades et apportent la preuve de concept d'un traitement de la dysfonction visuelle associée à CEP290 par le Taprenepag. Au-delà, ils encouragent l'évaluation du Taprenepag et de composés analogues pour traiter les autres organes cibles de CEP290, voire d'autres ciliopathies dues à des défauts de biogenèse ciliaire. Dans la perspective de cribler d'autres molécules, nous avons entrepris de miniaturiser et automatiser l'analyse du phénotype ciliaire des fibroblastes. A ce stade, nos travaux montrent que cette démarche permet la détection des défauts ciliaires avec un net gain de temps et de matériel biologique mais aussi qu'il existe des limites inhérentes à la miniaturisation d'une part (atténuation du phénotype ciliaire) et à l'automatisation d'autre part (problème de fiabilité dans la segmentation des cils).