CellVir, le nouvel acteur francilien anti-sida
Une jeune société francilienne tente d’élaborer une nouvelle classe de molécules anti-VIH issue de recherches fondamentales sur les interactions entre protéines.
Le domaine des médicaments anti-sida est particulièrement bien étoffé aujourd’hui. Les officines et les pharmacies hospitalières proposent une bonne vingtaine d’inhibiteurs du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) : dans leur ordre chronologique d’apparition, les inhibiteurs de la transcriptase inverse, les antiprotéases, et récemment les inhibiteurs de fusion (enfuvirtide ou Fuzéon). Ces divers produits représentaient en 2005 un marché mondial de 7,4 milliards de dollars, dominé par GlaxoSmithKline et Bristol-Myers Squibb. Avec l’arrivée prochaine probable des anti-intégrases de Merck et Giléad, une panoplie diversifiée de médicaments efficaces va être disponible. Néanmoins le marché devrait poursuivre sa croissance pour atteindre 10 Md$ en 2015, d’après la société Datamonitor. En effet, outre que le nombre de séropositifs devrait malheureusement continuer à augmenter en raison de la croissance de la population mondiale, les résistances virales liées au pouvoir mutagène du virus exigent de trouver de nouveaux produits capables de les contourner, tandis que les lourds effets secondaires des traitements poussent à rechercher des molécules de faible toxicité. Toutefois, ne se lance pas qui veut dans ce marché très concurrentiel. Ce n’est envisageable que si l’on est l’une des « big pharmas » propriétaires d’antirétroviraux et si l’on a dans ses bagages une ou plusieurs nouvelles cibles biologiques. Lesquelles sont généralement apportées « sur un plateau » par des entreprises de biotechnologie. La société CellVir, créée en mars 2006 au sein de Génopole (Evry), est de celles-là (voir l’encadré). Elle est née des travaux de l’équipe de Richard Benarous (Département maladies infectieuses, Inserm U567, UPR8104 CNRS, Institut Cochin) qui a identifié des molécules indispensables à la réplication du virus. Il s’agit de cofacteurs cellulaires nécessaires au fonctionnement de l’intégrase, l’enzyme virale qui permet au VIH d’intégrer son génome dans l’ADN des cellules hôtes. Ces recherches ont donné lieu à un brevet attribué en 2002 à la société Hybrigenics (Paris) – cofondée par Richard Benorous en 1998 – et dont CellVir possède aujourd’hui les droits exclusifs d’exploitation, en copropriété avec l’Inserm. La société possède par ailleurs deux autres brevets, l’un (1998) portant sur une enzyme (l’ubiquitine ligase) de la voie de dégradation des protéines, l’autre (2006) sur un facteur, Tip47 (tail-interacting protein of 47 kDa) nécessaire à l’incorporation de la protéine d’enveloppe virale Env dans les particules virales (1).
L’approche « cofacteurs » ouvre un nouveau front de développement anti-VIH avec l’avantage potentiel d’induire beaucoup moins de pression sélective sur le virus que les antirétroviraux classiques ou en développement. Elle renforcerait de ce fait la barrière à l’apparition de résistances virales, tout en limitant la constitution de réservoirs viraux dormants, l’un des problèmes posés par les classes actuelles d’antirétroviraux.« Le VIH ne peut rien et en particulier ne peut pas se répliquer s’il ne trouve pas dans la cellule qu’il infecte des dizaines de molécules avec lesquelles interagir, explique Richard Benarous. Tout le problème est donc de démontrer quelles sont les interactions moléculaires qui sont indispensables à la réplication, et, à partir de là, de s’attaquer à ces interactions dans l’espoir de bloquer la réplication virale. »
Comment faire ?
S’il est relativement faisable de nos jours d’inhiber une protéine virale, il est beaucoup plus délicat de limiter une interaction entre deux protéines, souligne Richard Benarous. Dans les années 1990, le chercheur de Cochin était devenu un spécialiste de la technique du « double hybride », qui permet d’analyser les interactions entre deux protéines. Au début des années 2000, associé à la société Hybrigenics qu’il avait cofondée, il a pu identifier grâce à cette méthode un cofacteur majeur de l’intégrase, la protéine LEDGF (lens epithelium-derived growth factor), qui a donné lieu au premier brevet. Peu après, le groupe de Zeger Debyser, à l’Université catholique de Louvain, est arrivé à la même conclusion, si bien que les deux équipes se sont mises à collaborer (2).
Fort de cet acquis, Richard Benarous et ses collaborateurs ont commencé par cribler des banques de petites molécules (chimiothèques) afin d’identifier parmi elles des inhibiteurs des complexes cofacteur-intégrase capables de bloquer la réplication du virus dans des cellules en culture. Plusieurs « hits », molécules possédant une bonne activité inhibitrice, ont été mis en évidence. CellVir a pu confirmer que ces hits sont bien des molécules capables d’interagir avec ces complexes. Par ailleurs, Richard Benarous, en collaboration avec des spécialistes de la structure des protéines, tente, avec le soutien de l’Agence nationale de recherche sur le sida (ANRS), d’élucider la structure tridimensionnelle des complexes cofacteur-intégrase pour engager une stratégie de « drug design » rationnelle.
CellVir envisage donc désormais d’optimiser chimiquement les molécules sélectionnées, un travail qui sera externalisé chez des sociétés de chimie médicinale, confie Richard Platford, PDG de CellVir. Le travail de « preuve de concept » chez l’animal pourrait alors commencer en 2008 avec des modèles animaux d’infection par le VIH (rat transgéniques ou singe infecté par le SIV, virus de l’immunodéficience simienne). Objectifs : entrer en phase préclinique en 2009, en phase I d’essai clinique à partir de 2010 puis poursuivre jusqu'à la phase IIa. CellVir concèderait ensuite la licence de ses produits à un groupe pharmaceutique.
Les deux années qui viennent seront donc décisives pour l’avenir de CellVir. Seule société privée au monde à développer des inhibiteurs d’interaction hôte-virus ciblant l’intégrase, elle dispose d’une avance non négligeable sur d’éventuels concurrents qui pourraient émerger de laboratoires académiques. La société est financée actuellement par des fonds propres provenant des fondateurs (voir l’encadré), ainsi que de Génopole Premier jour et d’Inserm Transfert Initiative dans un avenir proche, et par divers financements publics obtenus depuis 2004 : appels à projets Recherche et innovation en biotechnologie (RIB) de l’ANR, ANRS, aide à l’innovation d’Oseo-Anvar, etc. CellVir, qui devrait disposer de ses propres locaux en 2007, a conclu des accords de collaboration et de cession de brevets avec l’Inserm, Génopole Entreprises fournissant par ailleurs l’assistance logistique nécessaire. Mais il faut espérer pour CellVir que des financements privés viendront rapidement consolider sa position et son développement.
(1) S. Lopez-Verges et al. (2006)
Proc Natl Acad Sci U S A. 103(40): 14947-52.
(2) S. Emiliani et al. (2005)
J Biol Chem. 280(27):25517-23.
www.jbc.org/cgi/content/full/280/27/25517
L’équipe de CellVir
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Richard Platford (PDG) : Ingénieur MBA, il a travaillé durant plus de vingt-cinq ans comme consultant en gestion chez Pricewaterhouse Cooper puis IBM Business Consulting Services avant de se lancer dans le conseil en gestion dans le secteur pharmaceutique et biotechnologique.
Richard Benarous (Directeur scientifique) dirige actuellement l’équipe « Interactions moléculaires hôte-pathogène » du département maladies infectieuses de l’Institut Cochin. Il sera directeur scientifique à plein temps à partir de septembre 2007. Ses travaux, réalisés en collaboration avec Hybrigenics, spécialiste de l’étude des interactions entre protéines dont il est cofondateur (1998), sont à l’origine de la création de CellVir. Richard Benarous a été l’un des lauréats de l’édition 2004 du concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes. Il a par ailleurs cofondé, en 2001, la société Cytomics Systems (Gif-sur-Yvette).
Armand Frydman (Directeur du développement pharmaceutique) est un ancien cadre de Rhône Poulenc Rorer (RPR) puis de Sanofi Aventis.
Jean Derégnaucourt, Vice-président non exécutif, a été responsable du développement pharmaceutique chez RPR, et directeur du département des biotechnologies au ministère de la recherche. Il est actuellement Conseiller du Président chez Pierre Fabre.
Michel Kaczorek, fondateur de la société Synt:em (Nîmes, rachetée en 2004), apporte son expertise dans le domaine des biotechnologies.
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Cancer du col : après la prévention, le vaccin thérapeutique ?
Une jeune société toulouso-parisienne, BT Pharma, tente de se faire une place sur le futur marché des vaccins destinés à traiter l’infection à l’origine du cancer du col de l’utérus. Avec un atout : un vecteur protéique « travaillé au corps » depuis une dizaine d’années par des équipes de l’Institut Pasteur.
Chaque année dans le monde, plus de 270 000 femmes meurent de cancers du col de l'utérus et près de 500 000 nouveaux cas sont diagnostiqués. Plus de 80 % d’entre eux surviennent dans les pays en développement, faute de programmes de dépistage par frottis cervico-utérin (FCU). Ceux-ci ont permis de réduire de 70 à 80 % le nombre de décès dans les pays industrialisés depuis les années cinquante. Cependant, en raison d’une information insuffisante – en 2000, 34 % des Françaises n’avaient pas eu de frottis dans les six années précédentes (1) –, ce dépistage ne suffit pas à éradiquer la maladie. Dans l’Union européenne, elle a tué encore 13 500 personnes en 2004 (2, 3).
Or le cancer du col ne se développe que si la muqueuse utérine a été infectée par des papillomavirus (HPV, Human Papilloma Virus) à l’occasion d’un rapport sexuel, généralement quinze à vingt-cinq ans auparavant. Cette infection (nécessaire mais pas suffisante car d’autres facteurs sont en jeu dans la genèse de ce cancer) est l’une des infections sexuellement transmissibles les plus répandues chez les femmes jeunes sexuellement actives, avec 30 millions de nouvelles infections génitales par an dans le monde (2). Deux vaccins préventifs ont été mis au point ces dernières années, l’un par Merck & Co, l’autre par GlaxoSmithKline (GSK). Le premier, le Gardasil, est commercialisé depuis le 23 novembre 2006 en France : il cible le HPV 16 et le HPV 18, les deux types de papillomavirus à tropisme génital les plus fréquemment responsables de cancers du col (70 à 75 % des cas en Europe), et deux types de HPV responsables de 90 % des verrues génitales, les HPV 6 et 11. Le vaccin développé par GSK, Cervarix, s’attaque aux types 16 et 18 ; il pourrait être disponible d'ici la fin 2007.
HPV 16 © Institut Pasteur
Un progrès majeur mais insuffisant
Cette approche préventive risque toutefois de ne pas suffire. D’une part, les deux vaccins ne protègent pas contre tous les HPV cancérigènes – ce qui fait d’ailleurs qu’ils ne remettent pas en cause la nécessité du dépistage systématique. D’autre part, on manque d’un recul de plus de cinq ans (celui des études cliniques) pour connaître l’efficacité et la durée d’action du Gardasil chez les jeunes filles, sachant qu’il est souhaitable que le vaccin soit administré au plus tard dans l’année qui suit le début de la vie sexuelle afin d’éviter toute infection précoce. Il n’est actuellement pas conseillé au-delà de l’âge de 23 ans. Et son coût élevé (450 euros les trois doses en France) en limitera la portée, qu’il soit ou non remboursé par l’Assurance maladie, voire vendu à bas prix. Il est donc probable que l’infection par les HPV oncogéniques poursuivra ses ravages, particulièrement dans les pays du Sud.
Un vaccin thérapeutique, qui permettra que le système immunitaire reconnaisse et détruise les cellules cancéreuses ou même les cellules infectées par le virus HPV avant la formation de lésions précancéreuses (néoplasiques), aurait donc tout son sens. C’est le raisonnement qu’ont tenu plusieurs sociétés de biotechnologie, à commencer en France par Transgène (Strasbourg) avec son produit TG 4001 (un anti-HPV16 à base de deux antigènes, les protéines virales E6 et E7, qui devrait entrer en phase III fin 2007), et aux Etats-Unis MGI Pharma (Minneapolis) et Nventa Biopharmaceuticals (San Diego). A Paris, la branche de la société toulousaine BT Pharma, hébergée au sein de l’incubateur Pasteur BioTop, est chargée du développement préclinique et clinique d’un autre vaccin thérapeutique anti-HPV, le ProCervix®, sous la responsabilité de Myriam Bouillette (voir l’encadré).
En janvier 2005, en collaboration avec l'équipe de Claude Leclerc (aujourd’hui directrice de l’Unité de Régulation immunitaire et vaccinologie de l'Institut Pasteur, Inserm U883), et celle de Daniel Ladant (Unité de Biochimie des interactions macromoléculaires de l'Institut Pasteur, URA 2185 CNRS), l’équipe de BT Pharma a démontré chez la souris que ce candidat-vaccin pouvait éradiquer complètement des tumeurs greffées exprimant le virus HPV16 (4). Le produit était constitué d’un variant de la protéine E7 du HPV 16. L’antigène était inséré dans un vecteur protéique issu de la toxine du bacille de la coqueluche (Bordetella pertussis), l’adénylate cyclase (CyaA), un vecteur breveté par l’Institut Pasteur et dont BT Pharma a aujourd’hui la licence exclusive d’exploitation.
En effet, ainsi que les chercheurs de Pasteur l’avait montré dès le milieu des années 1990, cette adénylate cyclase a la propriété d’acheminer l’antigène jusqu’à l’intérieur des cellules dendritiques, cellules présentatrices d’antigènes qui « savent » induire une forte activation des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) (5, 6). Des tests in vitro ont montré que ce vecteur augmente de deux cents fois la transfert de l’antigène par rapport à un vaccin constitué de la protéine E7 seule, précise Xavier Préville, directeur scientifique de BT Pharma. Autre avantage du vecteur CyaA, il permet de transférer entière la protéine E7, ce qui revient à présenter au système immunitaire l’ensemble des déterminants antigéniques possibles et donc d’assurer une réponse vaccinale plus large. Le potentiel de la protéine CyaA la rend intéressante par ailleurs : elle est ainsi utilisée dans des essais vaccinaux transférant la protéine Tat du VIH (virus du sida) (7, 8).
Cependant, l’essai sur souris porteuses de tumeurs greffées est encore loin de refléter les conditions réelles d’une infection humaine par le HPV. Le passage du vaccin de BT Pharma à la phase I/II des essais cliniques est donc attendu avec impatience. Les patientes de cet essai seront porteuses de lésions néoplasiques ; l’un des objectifs sera d’évaluer l’efficacité clinique ainsi que l’innocuité et l’état immunitaire des patientes après vaccination. Le vaccin sera bivalent, constitué de la protéine E7 des génotypes HPV 16 et 18. Un avantage potentiel par rapport au vaccin de Transgène, qui ne cible que le HPV 16. Si tout va bien, cette phase I/II sera menée en 2008 dans un centre hospitalier parisien. Reste à trouver le financement pour mener à bien plusieurs essais cliniques, soit plusieurs millions d’euros.
1. Avis du comité technique des vaccinations et du Conseil supérieur d'hygiène publique de France relatif à la vaccination contre les papillomavirus humains 6, 11, 16 et 18, séance du 9 mars 2007
http://www.sante.gouv.fr/htm/dossiers/cshpf/a_mt_090307_papillomavirus.pdf
2. InVS (2006) Données épidémiologiques sur le cancer du col de l'utérus, Etat des connaissances
http://www.invs.sante.fr/publications/2006/cancer_col_uterus_connaissances/index.html
3. Voir l’association 1000 femmes 1000 Vies http://www.1000femmes1000vies.org/ et Eurogin (European Research Organization on Genital Infections and Neoplasia) http://www.eurogin.com/
4. X. Préville et al. (2005) Cancer Research 65, 641-649
http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/full/65/2/641
5. P. Sebo et al. (1995) Infect Immun. 63(10):3851-7.
http://iai.asm.org/cgi/reprint/63/10/3851.pdf
6. C. Fayolle et al. (2004) Vaccine 23(5):604-14.
7. L. Mascarell et al. (2005) J Virol. 79(15):9872-84.
http://jvi.asm.org/cgi/content/full/79/15/9872?view=long&pmid=16014948
8. L. Mascarell et al. (2006) Vaccine 24(17):3490-9.
BT Pharma
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BT Pharma, société anonyme à directoire et conseil de surveillance, a été créée le 15 octobre 2001 par Benedikt Timmerman, précédemment directeur de la R&D chez Novartis Seeds.
La société, qui compte aujourd’hui 13 salariés, a pris son envol grâce à une prise de participation de l’Institut Pasteur, d’investisseurs privés et du Fonds d’amorçage Midi-Pyrénées. BT Pharma a été lauréate du Concours national 2002 du ministère de la Recherche pour les entreprises innovantes, lauréate 2003 du prix « Les Tremplins de la création d’entreprise en santé humaine » de la Fondation Aventis - Institut de France et bénéficiaire de plusieurs autres subventions du Conseil Régional Midi-Pyrénées et de l’Agence nationale de la recherche (ANR).
Le siège et les laboratoires de la société sont situés au centre Prologue Biotech de Labège, près de Toulouse. L’activité dédiée au développement clinique est gérée à Paris au sein de l’incubateur de l’Institut Pasteur, Pasteur BioTop. Cette alliance stratégique avec l’institut lui donne accès aux technologies pasteuriennes appliquées aux vaccins et facilite les collaborations avec les chercheurs du site, notamment l’équipe de Claude Leclerc et celle de Daniel Ladant, tous deux membres du conseil scientifique de BT Pharma. Aujourd’hui, la jeune entreprise est gérée par un management expérimenté en développement de produits biopharmaceutiques et entretient plusieurs collaborations académiques et industrielles.
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Pour en savoir plus
www.btpharma.com
Anaconda Pharma sort du bois
Issue de travaux d’un grand laboratoire pasteurien, Anaconda Pharma commence à se faire une place dans le paysage de la recherche pharmaceutique contre les papillomavirus.
Ne cherchez pas de grand boa constrictor dans cette page. Anaconda Pharma est, plus prosaïquement, une société parisienne de biotechnologie incubée au sein de Pasteur BioTop, à Paris. Créée le 21 octobre 2003 par deux Pasteuriens, Moshe Yaniv et Françoise Thierry (Unité « Expression génétique et maladies », URA 1644 du CNRS), un chercheur de l’université de Californie à Berkeley, Michael Botchan, ainsi que les deux dirigeants actuels de la société, Marta Blumenfeld et Jean-Michel Gauthier, Anaconda a pour objectif de développer de petites molécules thérapeutiques contre les papillomavirus (HPV). Ces virus très répandus, dont il en existe plus de 80 types, sont la cause de verrues bénignes mais tenaces, ainsi que de condylomes, verrues ano-génitales plus gênantes, et, plus grave encore, de cancers du col de l’utérus – pathologies associées à une infection par un HPV dans plus de 90 % des cas. Le papillomavirus se loge dans la couche basale de la peau ou de la muqueuse utérine où il prolifère lentement. L’approche d’Anaconda consiste à le détruire dans ce réservoir naturel en synthétisant des petites molécules qui vont bloquer l’interaction entre des protéines virales et ainsi inhiber la réplication du virus. Une façon de s’attaquer à la cause de la maladie et non à ses symptômes, contrairement aux autres produits anti-verrues sur le marché, explique la présidente d’Anaconda, Marta Blumenfeld.
© Anaconda Pharma
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A partir de données cristallographiques décrivant la structure spatiale des protéines virales E1 et E2 et celle du complexe qu’elle forment en interagissant, la start-up a synthétisé de petites molécules (série AP611) puis les a testées sur des cultures de cellules humaines transfectées par de l’ADN de différents types d’HPV. Ce travail a permis d’identifier plusieurs molécules non toxiques capables de bloquer la réplication virale in cellulo puis un candidat médicament susceptible d’entrer en essai clinique.
Cette ouverture clinique est désormais possible car Anaconda, après avoir longtemps désespéré de parvenir à lever des fonds, a décroché en janvier 2007 un financement de 2,6 M€ auprès d’investisseurs privés australiens, américains et sud-américains. Dans l’intervalle, Anaconda avait reçu une reconnaissance scientifique et institutionnelle importante en devenant le pilote du projet CristaLead du pôle de compétitivité Medicen, en octobre 2006 (Coordinateur : Jean-Michel Gauthier, directeur scientifique d’Anaconda, voir l’encart). Une reconnaissance qui n’est sans doute pas étrangère au récent succès du tour de table financier.
Le projet de la société est en outre bien positionné et innovant, car complémentaire des vaccins recombinants de prévention des infections à anti-papillomavirus mis sur le marché en septembre 2006 en France (le Gardasil de Merck & Co et Sanofi-Pasteur MSD) ou en phase d’évaluation (le Cervarix de Glaxo SmithKline). Ces vaccins ne ciblent que quatre types d’HPV (souches 6, 11, 16, 18 pour le premier, HPV 16 et 18 pour le second), les plus fréquents dans les pays développés. Cependant, le Gardasil coûte près de 450 euros pour un traitement et sera vraisemblablement inaccessible dans les pays en développement, là où les femmes ne bénéficient pas de dépistage et où surviennent, par conséquent, 80 % des cas de cancer de l’utérus (400 000 cas sur 500 000 dans le monde, causant 180 000 décès).
Dans l’immédiat, le marché potentiel des produits anti-condylome d’Anaconda se révèle déjà considérable car environ 1 % de la population (dont une majorité d’adolescents) est porteuse de cette infection dans les pays industrialisés. Le marché de l’Aldara (imiquimod), une crème anti-condylome, dépasse 350 millions de dollars. Or cette crème est peu efficace et non dépourvue d’effets secondaires et les autres produits du marché comme le Polyphenon E, extrait du thé vert, ne résolvent pas davantage le problème.
Anaconda a donc toutes les raisons d’y croire. Elle poursuit son bonhomme de chemin sur un modèle économique peu dépensier : incubation à Pasteur BioTop, collaborations avec des consultants permettant de limiter le nombre de salariés à temps plein (six en avril 2007) tout en couvrant les besoins spécifiques de développement d’une société à visée pharmaceutique. Objectif désormais : mener un essai réglementaire de toxicologie chez l’animal puis apporter la preuve clinique de concept en testant en phase clinique le candidat médicament anticondylome qui a été sélectionnée. Cet essai clinique, qui pourrait débuter au premier semestre 2008, exigera toutefois un nouveau financement de l’ordre de 3 millions d’euros. Avis, donc, aux amateurs...
Le projet CristaLead
Ce projet du pôle de compétitivité Medicen Paris Région est destiné à identifier et optimiser des antiviraux à l’aide de techniques de chimio-informatique pour leur capacité à inhiber les interactions entre protéines virales. Cette nouvelle classe d’antiviraux aurait des applications médicales en infectiologie et en cancérologie. Outre le pilote, Anaconda Pharma, le projet rassemble Ariana Pharma (Pasteur BioTop) et Medit (Palaiseau) - deux sociétés spécialisées en chimio-informatique -, ainsi que l’Institut de chimie des substances naturelles (ICSN, CNRS, Gif-sur-Yvette) et l’Institut Pasteur (Paris).
D’une durée de trois ans, CristaLead est doté d’un budget de 5,6 M€, dont 2,3 M€ en subventions publiques.
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Pour en savoir plus
Anaconda Pharma
www.anacondapharma.com
Vaccination : l’ADN Flap à la rescousse
A l’Institut Pasteur, des chercheurs ont mis au point des vecteurs viraux d’un nouveau genre qui semblent avoir les qualités requises pour faire progresser la vaccination prophyllactique et thérapeutique, mais aussi la thérapie génique. Née de ces travaux, la société Theravectys se positionne comme un acteur prometteur des biotechnologies franciliennes.
Lancer une entreprise de biotechnologies dans un projet de vaccination contre l’infection par le VIH (virus de l’immunodéficience humaine, ou virus du sida) peut paraître aujourd’hui un pari insensé. Des dizaines d’équipes de recherche dans le monde n’ont-elles pas échoué jusqu’à présent dans cette tentative ? C’est pourtant le choix qu’a effectué Pierre Charneau, directeur du groupe de virologie moléculaire et vectorologie de l’Institut Pasteur, en créant la société Theravectys en 2005 (voir l’encadré 1 ci-dessous). Lauréat du 7e concours d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes (2005), doté de 323 000 euros, Pierre Charneau mise sur une structure d’ADN particulière, l’« ADN Flap », qu’il a découverte dans le génome du VIH durant sa thèse au sein du département Sida et rétrovirus de Pasteur, au début des années 1990.
L’ADN Flap se forme durant le processus de copie, ou transcription inverse, du génome des lentivirus, virus à ARN dont fait partie le VIH. Toute molécule d’ADN a une structure en double hélice. La transcription de l’ARN viral en ADN crée au centre du génome viral une structure à trois brins d’ADN, par chevauchement (flap en anglais) de deux brins. Cette structure s’est révélée d’une importance critique pour la propagation du VIH. Plus encore, en avril 2000, Pierre Charneau et ses collègues de l’unité d’oncologie virale de l’Institut Pasteur ont démontré que le Flap est indispensable au passage de l’ADN viral à travers la membrane du noyau des cellules infectées, ce qui permet l’intégration de l’ADN dans le génome de la cellule (1).
Theravectys
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Créée au printemps 2005 sous forme de SARL, Theravectys est devenue une société anonyme à conseil de surveillance le 1er décembre 2006. La société a pour objectif de développer des vaccins à base de vecteurs lentiviraux comprenant une structure DNA Flap. Elle s’appuie sur un brevet princeps couvrant le transfert de gène par des « vecteurs Flap » et sur plusieurs brevets dérivés touchant l’ensemble des applications de ces vecteurs en vaccination et en thérapeutique humaine et vétérinaire, pour transformer des cellules souches hématopoïétiques, dans une perspective antitumorale, etc. Début 2007, la société a conclu avec l’Institut Pasteur un accord d’exploitation exclusive des licences de ces brevets, qui lui offre une liberté d’action scientifique importante et la possibilité de dégager des revenus grâce à la concession de sous-licences.
Theravectys mise sur deux activités essentielles : d’une part la mise au point et la production de lots de vecteurs Flap comprenant des séquences adaptées aux types cellulaires visés, aux normes GMP (bonnes pratiques de fabrication) ; d’autre part l'optimisation des procédures vaccinales et de leur sécurité.
Deux applications principales sont prévues : le développement préclinique chez la souris et le macaque d’un vaccin thérapeutique anti-VIH, en collaboration avec le groupe de François Lemonnier (Unité d’immunité cellulaire antivirale, Institut Pasteur) ; et la mise au point de vaccins contre les flavivirus qui affectent l’homme et les élevages (de chevaux notamment), comme le virus du Nil occidental, en collaboration avec l’équipe de Philippe Desprès (unité des interactions moléculaires Flavivirus-hôtes, Institut Pasteur).
Theravectys est abritée au sein des locaux de l’incubateur Pasteur BioTop. D’ici l’été 2007, elle devrait compter six à huit salariés : ingénieurs, techniciens, personnel administratif et d’encadrement. Une première levée de fonds vise à réunir plusieurs millions d’euros dès 2007.
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Les avantages présumés des vecteurs lentiviraux à ADN Flap peuvent-ils suffire à justifier la création d’une entreprise de biotechnologies ? Assurément, répond Pierre Charneau, « car il s’agit d’une rupture technologique majeure ». Tout d’abord, les « vecteurs Flap » ont démontré leur supériorité sur les vecteurs de gène fabriqués à partir de lentivirus modifiés, mais dépourvus d’ADN Flap. Ainsi, en 2001, l’équipe pastorienne, associée au groupe de Jacques Mallet (Laboratoire de génétique moléculaire de la neurotransmission et des processus neurodégénératifs, Hôpital de la Pitié-Salpêtrière) a démontré cette supériorité pour le transfert de gène dans des cellules nerveuses de rat, in vitro et in vivo (2) (voir ci-dessous). Une propriété retrouvée pour d’autres types cellulaires : cellules souches hématopoïétiques, cellules du foie, cellules dendritiques, etc, .
In vivo, chez le rat, des vecteurs lentiviraux comprenant un ADN Flap sont beaucoup plus efficaces pour transférer un gène codant une protéine fluorescente dans des neurones (image de droite) que des vecteurs lentiviraux « classiques », c’est-à-dire dépourvus de cette structure (à gauche).
Source : réf. 2 - © 2001 Nature Publishing Group
Ensuite, poursuit Pierre Charneau, les preuves de l’efficacité des vecteurs Flap se sont accumulées au stade préclinique, dans les domaines de la vaccination anti-virale et anti-tumorale. La première preuve importante est advenue en 2002 lorsque les chercheurs ont démontré que des cellules immunitaires dites dendritiques peuvent être transfectées par un tel vecteur avec une efficacité proche de 100 % (3). Le vecteur Flap a en effet un tropisme élevé pour ce type de cellules. Or les cellules dendritiques sont des présentatrices « professionnelles » d’antigènes, c’est-à-dire de segments protéiques qui induisent des réponses immunitaires : activation des lymphocytes T et production d’anticorps. Transféré par un vecteur Flap, l’antigène est « présenté » aux autres cellules du système immunitaire durant toute la vie de la cellule dendritique in vivo (quelques jours à quelques semaines), explique Pierre Charneau, alors que cette présentation antigénique ne dure généralement que quelques minutes à quelques heures avec d’autres systèmes de « charge » des cellules dendritiques. Point primordial, car une vingtaine d’heures de présentation de l’antigène sont nécessaires pour « éduquer » un lymphocyte T « naïf » et en faire une arme capable de détruire les cellules infectées ou cancéreuses exprimant cet antigène.
Récemment, le groupe de Pierre Charneau a apporté une deuxième démonstration, celle-ci chez l’animal, de l’intérêt vaccinal des vecteurs Flap : l’injection de vecteurs exprimant des protéines du VIH chez deux types de souris transgéniques humanisées dans leur système de présentation des antigènes, véritables « tubes à essais vivants relativement prédictifs de ce qui se passe chez l’homme », induit l’activation des lymphocytes T, une réponse intense, durable et dirigée contre plusieurs déterminants antigéniques du virus (4). Un essai en cours chez le macaque semble tout aussi encourageant, confie Pierre Charneau.
Dans le domaine vétérinaire, un travail mené avec l’équipe de Philippe Desprès (unité des interactions moléculaires Flavivirus-hôtes, Institut Pasteur) a montré qu’une seule injection d’une dose infime de vecteur exprimant une protéine d’enveloppe du virus du Nil occidental entraîne la production rapide et durable d’anticorps protecteurs chez la souris (5). Un résultat important puisque ce virus « ré-émergent », transmis par des moustiques, affecte les oiseaux et les chevaux de manière endémique en Afrique, en Asie, en Europe et en Australie ; il peut provoquer en outre des encéphalites graves chez l’homme, par exemple en Amérique du Nord où il a été la cause de quelque deux cents décès depuis 1999. En collaboration avec un institut vétérinaire étranger, Theravectys vise à développer un vaccin à partir de ces premiers résultats pré cliniques.
Les limites des vecteurs rétroviraux
| Les vecteurs rétroviraux « classiques », dérivés d’un rétrovirus oncogène de souris, le virus de Moloney, sont capables d'intégrer des gènes au sein du génome de cellules humaines. Celles-ci doivent être en phase de division. Ces vecteurs se révèlent en conséquence inaptes à transférer des gènes dans le noyau de cellules quiescentes, en raison de la barrière formée par l’enveloppe nucléaire entre deux divisions cellulaires.
Utilisés comme vecteur de transfert thérapeutique chez l’homme, ils ont été associés à des effets secondaires graves, notamment en France lors d’un essai de thérapie génique mené à partir de 1999 par l’équipe des Pr. Alain Fischer et Marina Cavazzana-Calvo à l'hôpital Necker-Enfants malades, chez des « enfants bulles », atteints de déficit immunitaire combiné sévère. En effet, une prolifération anormale de lymphocytes T ayant été constatée chez deux patients (l’un d’eux décèdera en octobre 2004), l’essai avait été stoppé en septembre 2002 avant de reprendre en mai 2004, puis d’être de nouveau interrompu en janvier 2005 après que des complications eurent été notées chez un troisième patient. L’équipe de Necker travaille actuellement, en association avec le groupe de Pierre Charneau, sur un nouveau vecteur lentiviral à ADN Flap. Un nouvel essai clinique devrait être organisé.
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Parallèlement, le groupe pasteurien a poursuivi ses recherches pour décrypter les mécanismes moléculaires de l’import nucléaire de l’ADN viral, point clé grâce auquel les vecteurs lentiviraux peuvent modifier génétiquement des cellules qui ne se divisent pas. Par exemple, une méthode utilisant la microscopie confocale permet de suivre en temps réel le cheminement du VIH dans la cellule (6). En microscopie électronique, on peut par ailleurs vérifier que des vecteurs viraux dépourvus de Flap restent « à la porte » de l’enveloppe nucléaire alors que des vecteurs « sauvages » pénètrent aisément dans le noyau (voir les photos ci-dessous) (7).
De quoi garder la foi en une recherche originale qui, partie de travaux très fondamentaux de virologie, pourrait bien aboutir à bouleverser le paysage de la thérapie génique mais aussi de la vaccination.
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En haut, les vecteurs dépourvus d’ADN Flap s’accumulent à l’entrée du noyau sous forme de petits points noirs (flèche) (ne : enveloppe nucléaire, C : cytoplasme, N : noyau) ; en bas, des vecteurs viraux sauvages ont bien pénétré dans le noyau.
Conclusion : l’ADN Flap est nécessaire au transfert de l’ADN viral dans le noyau (import nucléaire). Source : réf. 7
Références
1. V. Zennou et al. (2000) Cell. 101(2): 173-85.
2. V. Zennou et al. (2001) Nat. Biotechnol. 19:446-450. http://www.nature.com/nbt/journal/v19/n5/full/nbt0501_446.html
3. H. Firat et al. (2002) J Gene Med. 4(1):38-45.
4. Molecular Therapy, sous presse.
5. M.C. Iglesias et al. (2006) J Gene Med. 8(3):265-74.
6. N. Arhel et al. (2006) Nat Methods. 3(10):817-24.
7. N Arhel et al. (2006) Retrovirology. 3 : 38
http://www.retrovirology.com/content/3/1/38
Quand la mort des protéines mène à
la thérapeutique
Qui aurait cru voilà dix ans que les explorateurs du protéasome, une « machinerie » moléculaire nécessaire au recyclage des protéines, dessineraient de nouvelles perspectives thérapeutiques ? C’est pourtant ce que démontre une jeune entreprise issue du Centre de génétique moléculaire de Gif-sur-Yvette, Cytomics Systems.
Dans sa lutte sans merci contre les microorganismes pathogènes, l’homme n’a heureusement pas que des antibiotiques à sa disposition. Les antifongiques sont une autre arme essentielle pour combattre les infections dues à quelque trois cents espèces de champignons unicellulaires ou filamenteux. Ces derniers sont la cause de mycoses de la peau et des muqueuses, comme le pityriasis versicolor, dû aux levures du genre Malassezia ; chez les personnes ayant un système immunitaire affaibli (greffés, malades du sida, patients sous chimiothérapie), des mycoses profondes dites systémiques (candidoses du tube digestif, aspergilloses, cryptococcoses pulmonaires) sont beaucoup plus difficiles à éradiquer.
Les antifongiques commercialisés - griséofulvine, flucytosine, dérivés azotés (fluconazole, itraconazole, kétoconazole, miconazole, etc.), échinocandines, pour ne citer que les principaux - permettent de faire face aux mycoses courantes. Cependant, la plupart ont des effets secondaires pénibles et sont d’une efficacité relative pour des cibles profondes. De plus, les champignons, comme les bactéries face aux antibiotiques, acquièrent des résistances aux antifongiques. Le recours à des produits injectables (comme l’amphotéricine) résout ce problème mais se heurte à la toxicité des antifongiques injectables pour le rein ou le foie, et à leurs interactions possibles avec d’autres médicaments comme les anticoagulants. On ne dispose donc pas toujours de solution sûre pour traiter les mycoses invasives résistantes, pathologies qui peuvent être fatales.
Ainsi, le besoin de nouveaux agents antifongiques qui agiraient rapidement tout en n’ayant pas d'effets toxiques se fait sentir, représentant un marché potentiel de plusieurs milliards de dollars. Sur ce territoire porteur, Cytomics Systems a une position pour le moins originale. Cette jeune entreprise (voir l’encadré) met au point des médicaments qui interagissent avec le système de dégradation des protéines dans les cellules, ce qui permet par contrecoup d’y modifier l’activité de certaines molécules.
Fondée en avril 2000 par deux chercheurs spécialistes de la voie de dégradation des protéines, Dominique Thomas (Centre de génétique moléculaire du CNRS) et Richard Benarous (Institut Cochin, voir l’article sur CellVir), mais réellement opérationnelle depuis mars 2003, Cytomics assied son développement sur une technologie brevetée de sélection à haut débit de nouvelles molécules thérapeutiques, dénommée UbiScreen®. « Ubi » comme ubiquitine, la molécule « étiquette » qui, dans les cellules, signale les protéines à l’« usine de recyclage » en charge de leur dégradation. Les protéines à recycler sont en effet reconnues et sélectionnées par des enzymes, les ubiquitine ligases, qui leur ajoutent des étiquettes caractéristiques constituées de chaînes d’ubiquitine. Les protéines ainsi marquées sont alors découpées en petits peptides par un complexe moléculaire, le protéasome. La découverte de ce mécanisme fondamental a été honorée en 2004 par le prix Nobel de chimie (Aaron Ciechanover, Avram Hershko et Irwin Rose).
Biofilm formé par le champignon Candida glabrata
sur une surface de plastique (microscopie à balayage).
© Institut Pasteur, Unité de Mycologie moléculaire
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Un régulateur clé
Or à la fin des années 1990, l’équipe CNRS de Dominique Thomas, en collaboration avec le groupe d’Elisabeth Patton (Mount Sinaï Hospital, Toronto), a identifié un régulateur de gènes (ou facteur de transcription), Met4, impliqué dans le métabolisme du soufre, et dont l’activité est contrôlée par son étiquetage en ubiquitine (ubiquitylation ou ubiquitination), celui-ci étant réalisé par l’ubiquitine-ligase SCF Met30 (1). Selon l’environnement de la cellule, l’ubiquitination de Met4 conduit à sa dégradation ou à des actions spécifiques sur les gènes qu’il régule. En jouant sur ces phénomènes, on peut perturber le métabolisme des cellules de champignons pathogènes tels que Candida albicans et Aspergillus fumigatus et les conduire à la mort.
C’est là qu’intervient UbiScreen. Cette technologie automatisable repose sur l’expression simultanée d’ubiquitine ligases et de protéines cibles dans des lignées de levure. Lesquelles sont utilisées pour sélectionner (cribler) à haut débit des molécules capables de moduler l’ubiquitination de ces protéines et leur activité cellulaire.
Ainsi, un criblage à grande échelle réalisé à partir d’une chimiothèque de 70 000 petites molécules afin d’identifier un inhibiteur de l’ubiquitylation de Met4 a permis d’identifier une série de plusieurs molécules potentiellement « têtes de série » (« Leads »). Les tests réalisés in vitro montrent que ces molécules possèdent un large spectre d’action.
Bernard Cambou, qui a succédé fin février 2007 à Dominique Thomas au poste de président du directoire de Cytomics Systems, précise que ces « têtes de série » potentielles vont en 2007 faire l’objet d’études de chimie médicinale visant à vérifier leur spécificité, leur activité, leurs mécanismes d’action et leur « drugabilité » - leur potentiel à devenir des médicaments. Parallèlement, Cytomics va relancer une autre phase de criblage par UbiScreen pour étendre la gamme des composés testés à de plus grosses molécules.
L’entreprise souhaite avancer avec prudence car le domaine des anti-infectieux qui agissent sur la voie ubiquitine-protéasome est encore peu prospecté. Parallèlement, Cytomics mise sur des anticancéreux qui inhibent le protéasome. Suite à la commercialisation du bortézomib (Velcade, Millennium Pharmaceuticals), un inhibiteur de du protéasome qui est indiqué dans le traitement du myélome multiple en progression (un cancer de la moelle osseuse), le domaine de l’oncologie est plus balisé et permet à une start-up de se caler sur des acquis fondamentaux et cliniques. L’avenir dira lequel de ces deux domaines permettra le mieux à Cytomics de tirer son épingle du jeu.
Cytomics Systems
Cytomics Systems compte 17 salariés (en mars 2007). Elle a réuni 13 millions d'euros en deux tours de financement, le dernier datant de février 2006 (10 M€), ce qui devrait lui permettre de développer ses activités jusqu’à la fin 2008. La technologie UbiScreen est protégée par deux brevets déposés par le laboratoire de Dominique Thomas pour le CNRS et licenciés à Cytomics (licences exclusives et mondiales). La société a par ailleurs déposé cinq nouveaux brevets protégeant de nouvelles applications.
Cytomics Systems participe au Réseau d'excellence européen RUBICON (Role of Ubiquitin and Ubiquitin-like Modifiers in Cellular Regulation, http://www.rubicon-net.org/), soutenu par l’Union européenne (6e PCRD), et qui regroupe quinze partenaires académiques et cinq entreprises. Elle participe à un projet de recherche d’antifongiques soutenu par OSEO-Anvar et à un projet d’oncologie financé par l’ANR.
Hébergée par l’incubateur IFSI (Ile-de-France Sud Incubation, Gif-sur-Yvette), Cytomics devrait déménager en 2007 à Paris afin de pouvoir internaliser des activités de chimie et de biologie jusqu’à présent confiées à des prestataires, tout en renforçant la partie analytique de ses recherches.
Pour en savoir plus
Cytomics Systems
www.cytomics.fr
Sur les mycoses
CNR Mycologie et antifongiques (resp. Françoise Dromer), Institut Pasteur
www.pasteur.fr/sante/clre/cadrecnr/mycoses-index.html
www.pasteur.fr/recherche/RAR/RAR2005/Mymol.html
(1) A. Rouillon et al. (2000) EMBO J. 19(2):282-94
www.nature.com/emboj/journal/v19/n2/full/7592137a.html
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