A visée diagnostique

Recherche des marqueurs de la maladie. Ils peuvent être : génétiques, cliniques,radiologiques,biochimiques.

Un autre aspect très important consiste à pouvoir repérer vite la maladie et la recherche de marqueurs est un axe important de l’activité de recherche
BIOMARQUEURS : de quoi s’agit-il ? Beaucoup de recherches actuelles sont centrées sur les biomarqueurs. L’intérêt de ces molécules et process expliquent l’importance des recherches qui leur sont consacrées.
Les biomarqueurs sont des molécules biologiques, présentes ou absentes, aux valeurs différentes de la normale, indicatrices des processus biologiques normaux. Leur mesure permet de s’assurer du bon fonctionnement des fonctions physiologiques naturelles Un exemple simple est le taux de sucre sanguin-la glycémie- qui traduit le bon fonctionnement du pancréas lors de la digestion des sucres.
L’évolution importante des techniques – physiques, chimiques, génomiques - ouvre sur un repérage de nouveaux biomarqueurs jusqu’alors inconnus. Ils doivent être mesurés de façon fiable et reproductible.
Quel est l’intérêt de ces biomarqueurs ?
Ils sont essentiels s’ils sont connus pour :
*détecter un processus pathologique et poser rapidement un diagnostic que la simple clinique ne permet pas d’ identifier avec certitude
*suivre l’évolution de la maladie
*apprécier l’intérêt d’un médicament quant à son efficacité et éventuellement ajuster la posologie selon les effets détectés grâce aux biomarqueurs.
* être un pivot incontournable de la recherche d’abord animale puis humaine dans le cadre des essais thérapeutiques précédant la mise sur le marché via l’AMM. Ils sont dans le cadre de la recherche pré-clinique un atout majeur pour identifier la cible thérapeutique et la sécurité.
Par son caractère indirect le biomarqueur permet de caractériser un état physiologique, pathologique, l’évolution d’un processus pathologique et la réponse à un traitement.
  • Les travaux français de J.Ph.Loefler et P. F.Pradat ont débouché sur la mise en évidence d’une protéine dans le muscle, appelée Nogo A.
    Celle-ci exerce un effet négatif sur la repousse de l’axone.
    Normalement non détectable, elle est augmentée chez les patients SLA.
    Sa détection pourrait être une aide au diagnostic précoce, surtout lors d’atteintes isolées, car cette protéine est un marqueur à haute spécificité. De plus Nogo A est un révélateur de la progression de la maladie.
    A ce propos les chercheurs se posent la question de savoir quelle est l’exacte participation du muscle dans cette maladie.
    Savoir détecter NOGO-A permettrait de disposer d’un test fiable pour conforter le diagnostic et développer une voie thérapeutique grâce à un anti corps dirigé contre NOGO-A.
  • De même la spectroscopie RMN peut aussi être un outil capable d’étudier la perte neuronale et le tissu glial.
  • Une équipe de l’université de Toronto a développé un anticorps monoclonal qui serait capable de détecter la protéine mutée de la SOD. De ce fait, la protéine mutée pourrait être repérée avant que les symptômes n’apparaissent, et son évolution serait concomitante de la disparition des MN.

IMAGERIE ET SLA La SLA est une maladie à évolution souvent rapide.
Disposer d’un outil fiable de corrélation entre l’état du patient et sa perte neuronale au niveau de la moelle épinière est un atout considérable.
P.F.Pradat, neurologue –chercheur à Paris au laboratoire d’imagerie INSERM/CNRS, signale que des techniques d’imagerie IRM plus performantes avec une analyse des signaux d’imagerie plus fine , ont permis de mettre en évidence le lien entre le niveau de handicap et la surface de moelle perdue, donc de neurones perdus.
De ce fait le degré d’atrophie de la moelle constitue un marqueur prédictif du handicap avec son anticipation et sa correction possibles, et une meilleure appréciation des traitements à venir tels la thérapie génique par exemple.
Il s’agit donc bien là d’un acquis important pour la conduite des essais thérapeutiques et la mesure de leur résultat.

Qu’est ce qu’un anticorps (AC) monoclonal ?Un AC appartient au système immunitaire, dont le rôle est de détecter et de neutraliser les agents bactériens, viraux…..
Les AC ont la capacité de reconnaître l’intrus et de s’y fixer en plusieurs points.
Les AC monoclonaux sont des protéines qui sont conçues pour attaquer des cibles spécifiques sur la cellule et non la cellule entière.
Les AC monoclonaux vont donc se fixer sur l’intrus en un seul point.
Ils sont utilisés à des buts diagnostics ou thérapeutiques.
Ils sont obtenus à partir d’un seul clone de cellules appelées plasmocytes, d’où la terminologie de « monoclonal ».
Leur nom se terminera toujours par « mab » (Monoclonal Anti Body). Avancées dans la connaissance des mécanismes pathologiques de SLA.Source : communiqué de presse Novartis du 06/04/09

Pico Caroni et son équipe à l’institut de recherche de la Fondation Novartis, ont clairement montré que dans la SLA il existe une coupure entre le muscle et le motoneurone (MN) qui le commande. Cette scission a pour résultat fatigue, affaiblissement puis paralysie….

L’étude a essentiellement porté sur l’évolution dans le temps des MN et l’observation de leur transformation dans le cadre de la maladie.
Souvenez-vous des particularités de ces MN avec ce long axone de un mètre parfois et la nécessité absolue d’un fonctionnement correct.

Tous les tissus et organes de notre organisme sont constitués de protéines et les MN n’échappent pas à cette règle.

Pour comprendre la suite il est utile de savoir comment est constituée une protéine.
Toutes les protéines résultent d’une organisation originale selon leur rôle et leur fonction.
Elles sont constituées d’acides aminés, au nombre de 20 essentiels. Chaque acide aminé (AA) présentent une fonction acide ( carbone, oxygène, hydrogène) et une fonction amine (carbone, azote, hydrogène). Ces fonctions sont très réactives et ne demandent qu’à tendre le bras à une fonction d’un autre AA.
20 AA constituent les pierres de l’édifice, leur enchaînement linéaire qui n’est pas aléatoire constitue la structure primaire de la protéine.

Quelques AA liés entre eux vont constituer des molécules appelées peptides.

Ces mêmes molécules peuvent se lier à d’autres peptides selon leur affinité respective et s’organiser en protéine dans une nouvelle structure dite secondaire.
Puis ces groupes polypeptidiques cette fois vont attirer d’autres groupes polypeptidiques différents pour s’organiser en structure tertiaire. Ces groupements peuvent toujours par le jeu des affinités se plisser, se mettre en hélice, se mettre en forme globulaire. Cette structure dite quaternaire va conditionner les propriétés de la protéine dans la fibre de soie, de laine, dans vos cheveux plats ou frisés….. !Pour imager le propos :

Dans une cours de récréation, 4 petits enfants du cours préparatoire se donnent la main, on les appellera Valine, Leucine, Alanine et Tryptophane : ils s’organisent en structure primaire.

Tryptophane reconnaît sa petite voisine Sérine qui elle-même a donné la main à d’autres camarades, Histidine, Arginine, Proline. Il lui tend la main. Les 2 groupes s’organisent en structure secondaire.

Les grands du CM2 : Lysine, Cystéine, Méthionine, Asparagine arrivent se joignent au groupe par leur ami Proline. Ils sont différents car plus grands Ils forment une structure tertiaire.

Et puis des grands du lycée : Thréonine, Arginine, Tyrosine, Glutamine, arrivent, ils entourent le groupe et forment un cercle dans une structure quaternaire

Pour des raisons inconnues les chercheurs ont remarqué que dans la SLA les protéines dans les MN à long axone ont leur structure quaternaire altérée, modifiée et qui ne correspond plus à la normalité. Le fonctionnement du MN est altéré avec des blocages du trafic de l’influx dus à des « bouchons » par agrégation protéique, ce qui aboutit à la rupture de la continuité nerf-muscle avec les conséquences connues.
Mais la nature sait rectifier ces anomalies grâce à des structures - les protéines « chaperons » - qui vont tenter de rétablir la forme adéquate de la structure quaternaire.

Pour reprendre notre image le professeur des écoles va intervenir auprès des grands qui avaient un peu tendance à trop serrer les petits en modifiant la forme du cercle !
Or en vieillissant les MN gèrent mal cette anomalie de protéines mal repliées, tendant à faire « bouchon »
D’autres processus de protection sont alors mis en jeu grâce au réticulum endoplasmique

Qu’est donc le réticulum endoplasmique ??
Le réticulum endoplasmique (RE) est présent dans la cellule. Il est parfois appelé cytosquelette.
Il est constitué de tubes et de sacs répartis dans toute la cellule et en particulier entre les membranes de la cellule et celle de son noyau. Ce réseau peut apparaître lisse les tubes le constituant seront le lieu de synthèse des lipides
Il peut apparaître granuleux en étant porteur de ribosomes intervenant dans la synthèse des protéines, celles utilisées in situ ou celles excrétées par la cellule.
La position entre membranes du RE à l’intérieur de la cellule n’est donc pas innocente.

Mais dans ce cas, le processus de protection du MN sera une attitude kamikaze car les synthèses de protéine seront arrêtées ce qui se traduit par la mort du MN.
Ces phénomènes et leur périodicité ont été bien vus chez l’animal avec, d’abord une atteinte des MN les plus vulnérables, plus tard une rupture de la continuité nerf-muscle, puis une dégénérescence communicative avec apparition des manifestations cliniques.

Pico Caroni pense que l’idéal serait de prévenir ce repliement anormal des protéines.
Ces observations validées et retrouvées dans la plupart des maladies neurodégénératives ouvrent 2 champs de recherche :

  • celui d’outils diagnostic précoce.
  • celui de la mise au point de médicaments capables de prévenir les erreurs de repliements de ces protéines..

Une approche  génétique nouvelle dans la SLA ?Revue « Neuron » 30 septembre 2011

Chaque chromosome est porteur de gènes. Les gènes sont des séquences d’ADN bien spécifiques limitées par l’exon.
Entre 2 exons se trouve l’intron.

Le gène se déploie donc en : Exon – intron - exon

Les ADN des gènes, au niveau de l’exon ouvrent sur la synthèse de protéines spécifiques ou d’ARN ou autres.
L’ADN du gène est comme un plan d’architecte qui piloterait l’élaboration des protéines, par sa séquence d’ADN de l’exon dite « codante ».
Les introns sont des séquences non codantes.

Des chercheurs américains du NIH, Mayo Clinic, se sont intéressés à l’intron d’un gène du chromosome 9  dans des SLA familiales.
Ils ont repéré sur la partie non codante - l’intron -  du gène chez des patients SLA une répétition anormale  de séquence ADN et ce dans des proportions importantes chez les patients par rapport aux personnes saines.

Le même examen a été réalisé chez des SLA sporadiques où 21%des cas présentaient l’anomalie pour 46% dans les formes familiales.
Les chercheurs cherchent à préciser comment cette répétition amplifiée, associée à d’autres facteurs génétiques ou environnementaux pourraient être à l’origine de la maladie.

S’agit-il de production d’ARN toxique ?

Un précédent travail avait mis en évidence un métabolisme anormal de l’ARN chez les patients SLA.Lors des dernières journées consacrées à la SLA qui se sont tenues à Sydney en Australie, (30 novembre- 2 décembre 2011) le Dr P.F.pradat, neurologue - chercheur à la Pitié-Salpètrière, a communiqué sur un essai thérapeutique utilisant un anticorps dirigé contre la protéine Nogo - A . (www.sla-pratique.fr maladie - recherche, à visée diagnostic)

L’équipe de P.F.Pradat en collaboration avec l’équipe strasbourgeoise du Dr J.P.Loeffler avaient montré que cette protéine Nogo - A se trouvait en trop grande quantité dans les muscles des patients SLA. Elle a de plus comme fonction connue d’empêcher la repousse des longs prolongements du moto-neurone, les axones. www.sla-pratique.fr maladie-recherche, pour y voir plus clair)

Le laboratoire GSK a produit des anticorps capables de bloquer cette protéine.

Comme toujours il faut procéder par étape, la première étant  la tolérance du produit chez plusieurs patients en Europe et aux USA .Cette étude de tolérance concluante a consisté en selon le terme consacré à se livrer à une « escalade de doses », c'est-à-dire sur plusieurs groupes identifiés de patients, l’administration de doses croissantes du médicament a été pratiquée.

Les résultats sont que :
aux doses les plus élevées aucun effet secondaire important n’a été relevé
les patients qui ont reçu les doses les plus élevées semblaient présenter une évolution plus lente que ceux sous placebo.

En 2012 le laboratoire devrait réaliser un essai plus large international, pour tester l’efficacité, la tolérance étant connue.

Actualités recherche 2013
Comme le fait remarquer P.F.Pradat (Pitié-Salpètrière) dans son compte-rendu de la réunion de Chicago (décembre 2012), la recherche sur la SLA est active.
Trouver, affiner les meilleurs outils cliniques demeurent une préoccupation constante. La biologie , l’imagerie ont encore quelques secrets à livrer.
*Les échelles d’évaluation de l’état du patient ont été affinées pour augmenter en précision
*Contrairement à la sclérose en plaques, la SLA n’est pas une maladie initialement inflammatoire. Néanmoins l’implication d’un processus inflammatoire est hautement probable, via les cellules microgliales.
Le Dr Corcia (centre SLA Tours) montre, en utilisant un processus d’imagerie –le PET-SCAN - que cet état n’est pas une vue de l’esprit. L’injection d’une molécule, le DPA 714 marquée par un isotope radioactif (le fluor 18) permet de visualiser l’activation des cellules microgliales, lors du processus pathologique. Chez 10 patients SLA il a été possible de repérer l’activation des cellules microgliales en particulier dans les zones motrices. Cette technique pourrait s’avérer très utile dans le suivi de traitements neuroprotecteurs.
*P.F.Pradat  a utilisé une méthode d’imagerie mettant en évidence une diminution du volume de la moelle épinière ,corrélée à l’aggravation clinique .
*Au plan nutritionnel N.Pageot chez le Pr Camu (centre SLA Montpellier) montre qu’en présence d’un déficit important en vitamine D la maladie évolue 6 fois plus vite.
*A noter enfin le travail conjoint de PF Pradat et A.Assouline (oncologue et radiothérapeute  St Cloud) pour développer un protocole d’étude concernant le traitement de l’hypersalivation chez les patients SLA. L’idée est de diminuer la production de salive au niveau  des glandes parotides et sous-maxilaires en utilisant une technique de radiothérapie ciblée et mesurée.