Le Projet ARNPOMVID

La Maladie des Inclusions Microvillositaires (MVID) est un trouble génétique rare du tractus digestif caractérisé par une diarrhée sévère et réfractaire, une déshydratation, une malabsorption et un retard de croissance chez les nourrissons. Les options thérapeutiques actuelles sont inexistantes et reposent uniquement sur une nutrition parentérale totale. La MVID est causée par des mutations génétiques entraînant une altération des microvillosités dans l'intestin grêle, ainsi que de la polarité et du trafic intracellulaire des cellules intestinales.

Ce projet vise à développer une thérapie à base d'ARNm administrée par voie orale pour rétablir la fonction cellulaire normale dans les intestins des patients atteints de MVID. L'objectif est d'administrer de l'ARNm codant la protéine déficiente, en utilisant des vecteurs lipidiques, pour restaurer la polarité et le trafic intracellulaire dans les entérocytes. Le projet vise également à évaluer l'efficacité de cette thérapie dans un modèle murin de MVID. Ce projet déterminera s'il est possible d'induire l'expression dans les cellules intestinales, en particulier les entérocytes, d'une protéine codée par de l'ARNm administré par voie orale, et si la thérapie par ARNm est réalisable pour restaurer la fonction intestinale, même de manière transitoire.

Ce projet de recherche revêt une importance primordiale pour les patients atteints de MVID, une maladie actuellement dépourvue de traitement. Les résultats pourraient ouvrir la voie à des essais cliniques chez l'homme, offrant ainsi un nouvel espoir aux patients. De plus, la thérapie par ARNm oral pourrait avoir des implications pour le traitement d'autres maladies du tractus digestif, y compris les maladies inflammatoires de l'intestin. Cette approche innovante pourrait révolutionner la prise en charge des anomalies congénitales de l'épithélium intestinal, offrant une nouvelle perspective thérapeutique pour de nombreuses pathologies intestinales.

La MVID se manifeste par une perte de fonction de l'une des quatre protéines connues impliquées dans la polarité et le trafic intracellulaire (MYO5B, STXBP2, STX3 ou UNC45A). Il semble pertinent de considérer une thérapie visant à restaurer la fonction protéique et donc la fonction cellulaire normale.

Une manière d'atteindre cet objectif est de délivrer des molécules d'ARNm codant la protéine de type sauvage dans les cellules affectées, les entérocytes. Soutenu par la machinerie cellulaire, l'ARNm délivré sera traduit en protéine fonctionnelle à l'intérieur de la cellule, restaurant ainsi la polarité et le trafic intracellulaire. La thérapie par ARNm est adaptée à ce type de maladie car les entérocytes ont une durée de vie limitée, et la complémentation d'une fonction par la délivrance d'ARNm est transitoire, car l'ARNm a également une durée de vie limitée.

La thérapie envisagée sera chronique et substitutive, remplaçant la solution palliative de la nutrition parentérale totale. De plus, il a été démontré que la transfection de protéines de type sauvage dans des organoïdes MVID mutés inversait la physiopathologie de la maladie et restaurait la polarité et le trafic intracellulaire.

À ce jour, il n'existe pas de thérapie par ARNm oral disponible. L'ARNm est une molécule fragile, rapidement dégradée par des enzymes spécifiques (nucléases) et des mécanismes d'hydrolyse. Par conséquent, il est toujours associé à un système de délivrance ou un vecteur capable de le protéger et de faciliter son entrée dans les cellules. Le passage à travers le tractus gastro-intestinal dans le cadre de l'administration orale présente un défi supplémentaire.

L'équipe "Biothérapies par vectorisation d'acides nucléiques" du laboratoire UTCBS (Unité de Technologies Chimiques et Biologiques pour la Santé) à Paris a démontré dans des études récentes sa capacité à vectoriser l'ARN, en particulier l'ARN interférent petit, dans les cellules intestinales (références et données non publiées). Les vecteurs conçus par cette équipe sont applicables à l'ARNm.

Nous prévoyons donc d'utiliser ces vecteurs pour administrer un ARNm thérapeutique par voie orale dans un modèle murin de MVID. Nous avons choisi d'exprimer la protéine Myo5b car un défaut dans l'expression de cette protéine représente la forme la plus courante de MVID. Notre objectif est donc d'administrer une thérapie par ARNm oral dans un modèle murin de MVID pour évaluer la capacité de la thérapie à restaurer la polarité et le trafic intracellulaire, ainsi que les paramètres cliniques, histologiques et moléculaires chez les souris testées.

Étant donné que la MVID se manifeste suite à une perte de fonction de l'une des quatre protéines connues impliquées dans la polarisation cellulaire et le trafic intracellulaire, il semble pertinent de considérer une thérapie visant à restaurer la fonction protéique et donc la fonction cellulaire normale.

Une manière d'atteindre cet objectif est de délivrer des molécules d'ARNm codant la protéine de type sauvage dans les cellules affectées, les entérocytes. Soutenu par la machinerie cellulaire, l'ARNm délivré sera traduit en protéine fonctionnelle à l'intérieur de la cellule, restaurant ainsi la polarité et le trafic intracellulaire. La thérapie par ARNm est adaptée à ce type de maladie car les entérocytes ont une durée de vie limitée, et la complémentation d'une fonction en fournissant de l'ARNm est transitoire, car l'ARNm a également une durée de vie limitée.

Notre objectif est donc d'administrer une thérapie par ARNm oral dans un modèle murin de MVID afin d'évaluer la capacité d'une telle thérapie à restaurer la polarité et le trafic intracellulaire ainsi que les paramètres cliniques, histologiques et moléculaires chez les souris testées.

Pour atteindre nos objectifs, nous devons d'abord valider plusieurs hypothèses.

Nous devons synthétiser un ARNm pur et optimal pour obtenir une expression protéique puissante et durable de MYO5B dans la cellule cible. Ensuite, nous devons encapsuler cet ARNm dans un vecteur qui assurera sa protection à travers le tractus gastro-intestinal jusqu'aux cellules cibles de l'intestin grêle. La conception de ce vecteur sera réalisée après plusieurs tests de transfection in vitro et in vivo (sur des modèles murins) sur des cellules saines et mutées.

Une fois que nous aurons trouvé le vecteur optimal, nous pourrons commencer les tests sur les animaux pour évaluer la distribution adéquate du vecteur, la transfection de l'ARNm dans les entérocytes des souris mutées, l'expression protéique dans ces cellules, et enfin mesurer les effets thérapeutiques de cette administration ainsi que tout effet toxique potentiel.

Ce projet comportera donc 3 phases principales :

1. Fabrication de vecteurs d'ARNm pour Myo5b
2. Tests cellulaires in vitro
3. Essais sur animaux in vivo

Les résultats de cette étude pourraient avoir des implications significatives pour le traitement de la MVID, qui n'a actuellement aucun traitement approuvé ou en essai. En démontrant l'efficacité de la thérapie par ARNm oral dans un modèle murin de MVID, cette étude pourrait ouvrir la voie à des essais cliniques chez l'homme et potentiellement améliorer la qualité de vie des patients atteints de cette maladie rare.

Le projet pourrait constituer une innovation majeure dans le traitement des pathologies gastro-intestinales, car il serait le premier, à notre connaissance, à fournir une preuve de concept in vivo pour la vectorisation d'ARNm dans le tractus digestif par administration orale. Il offre de grandes promesses pour les enfants et les parents d'enfants atteints de MVID, ainsi que pour tous les patients atteints d'entéropathies congénitales.

Les résultats attendus pourraient conduire à des essais cliniques chez les enfants atteints de MVID dans le but de les sevrer définitivement de la nutrition parentérale totale et de tous les inconvénients et coûts associés. La thérapie pourrait impliquer une administration orale régulière d'ARNm (sous forme de poudre reconstituée, de comprimés ou de suspension orale) pour substituer la protéine déficiente dans l'intestin.

Ce projet pourrait également avoir d'importantes implications pour le traitement d'autres pathologies intestinales épithéliales rares, ainsi que des maladies gastro-intestinales plus courantes telles que les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) : la maladie de Crohn, la colite ulcéreuse et le cancer colorectal. Actuellement, la vectorisation d'acides nucléiques ou de peptides dans les tissus intestinaux n'est pas possible.

Le montant total du projet est estimé à 385 000€ sur 3 ans.

Il correspond à :

• La synthèse des ARN messager (principe actif qui sera testé)
• La formulation et l’encapsulation de l’ARN dans des nanoparticules hybrides lipide-polymère et compatibles avec l’administration par voie orale 
• Les analyses d’imagerie (microscopiques et immunohistochimiques) sur les tissus intestinaux des souris testées (cout d’utilisation du matériel et réactifs)
• L’achat de souris et leur hébergement, ainsi que le maintien d’une lignée de souris transgéniques reproduisant la maladie MVID humaine chez les enfants.
• Le coût du personnel sur 3 ans (charges comprises) correspondant au salaire d’un CDD Ingénieur de recherche et d’un doctorant.