La greffe allogénique de cellules souches hématopoiétiques est actuellement le traitement de choix des maladies du système hématopoiétique, qu’elles soient acquises ou héréditaires. Cette approche thérapeutique est particulièrement efficace pour reconstituer les fonctions immunitaires des patients qui reçoivent des greffes provenant de donneurs compatibles. Toutefois, ce traitement présente un fort risque de complications et même d’échecs, si aucun donneur approprié n’est disponible. Parmi les options thérapeutiques alternatives, le transfert de gène ex vivo dans les cellules hématopoiétiques progénitrices à l’aide de rétrovirus s’est avéré être une stratégie efficace pour un nombre substantiel de patients souffrant d’immunodéficiences combinées sévères.
Un récent essai clinique de thérapie génique s’est montré remarquablement efficace pour reconstituer le système immunitaire de patients souffrant du syndrome d’immunodéficience combinée sévère liée à l’X. Ce traitement a permis de corriger complètement le phénotype de la maladie et donc de fournir un bénéfice clinique important. Cependant, l’apparition de plusieurs cas de leucémie a remis en question la sécurité de cette procédure. Ce grave évènement indésirable fut attribué à l’intégration du vecteur viral portant le transgène thérapeutique dans un oncogène connu des cellules T, LMO2. Cette intégration a causé une expression aberrante du gène LMO2, contribuant ainsi au développement de leucémies des cellules T. Des recherches complémentaires ont soutenu que le vecteur rétroviral utilisé soit à l’origine d’une activation en cis du promoteur du gène LMO2, suggérant que les éléments régulateurs rétroviraux soient capables d’influencer la transcription de gènes adjacents.
Ce projet a cherché à diminuer les risques associés à l’utilisation de vecteurs rétroviraux pour la thérapie génique par l’identification d’éléments génétiques isolateurs capables d’isoler les séquences régulatrices du virus afin de limiter l’activation de gènes chromosomiques par les enhancers viraux. Nous avons établi une procédure standardisée de
criblage permettant d’évaluer la force des isolateurs génétiques de façon quantitative et face à des éléments viraux pertinents. Ce système-test consiste en une série de plasmides codant deux gènes rapporteurs : l’un représentant le gène thérapeutique sous contrôle d’un enhancer fort de LTR viral, et l’autre mimant un gène endogène proche du site d’intégration chromosomique du vecteur.
Ce système a permis de quantifier l’activité bloqueur d’enhancer de l’isolateur bien connu cHS4 dans des cellules en culture. Nous avons évalué l’activité isolatrice de nouveaux éléments synthétiques construits à partir de sites de liaison optimisés pour la protéine isolatrice CTCF. De plus, nous avons démontré l’activité bloqueur d’enhancer de la famille de protéines CTF/NF1 ainsi qu’une activité barrière, assurant la protection du transgène contre le silençage chromatinien. Nous avons montré que les sites de liaison pour CTCF et CTF/NF1 fonctionnent comme isolateurs bloqueurs d’enhancer permettant de diminuer la génotoxicité de vecteurs viraux qui les contiennent.
Enfin, nous avons utilisé la même approche pour analyser l’activité bloqueur d’enhancer de certains MAR qui sont capables de délimiter des domaines chromatiniens distincts et qui sont connus pour leur activité barrière. Nous avons pu démontrer que le MAR 1-68 possède également une activité bloqueur d’enhancer principalement associée à un sous- domaine riche en A-T.