NNFF Newsletter Vol. 22, No. 2, printemps 2001

La NF à l'aube du nouveau millénaire

(Note de l'ANFQ : Le présent article est tiré du bulletin neuro-fibroma-tosis, vol. 22, nº 2, printemps 2001, publié par la National Neurofibromatosis Foundation Inc. (NNFF). La version originale anglaise est disponible à l'adresse suivante : http://www.ctf.org/pdf/newsletters/spring01.pdf. Les droits de publication demeurent la propriété exclusive de la NNFF de New York (NY, États-Unis). Cette dernière autorise l'ANFQ à faire traduire des articles en français, mais ne se tient aucunement responsable de la qualité de la traduction).

(Note de la rédaction : Le texte suivant est un résumé de la Millennium Lecture présentée par le Dr James Gusella de la Harvard Medical School / Massachussetts General Hospital. Cette conférence fut le discours principal lors de la plus récente rencontre de l'International Consortium for the Molecular Biology of NF1 and NF2 de la NNFF tenue à Aspen, au Colorado, l'été dernier. Dr Gusella était également président du Research Advisory Board de la NNFF jusqu'à cette année. Ses propos sont résumés ici car il s'agissait d'une conférence assez technique à l'intention de scientifiques. Le texte intégral se trouve à l'adresse suivante : http://www.nf.org/aspen_summary.htm ).


Il serait difficile de résoudre un problème sans comprendre le problème lui-même ou même ses causes. Lorsque les chercheurs ont abordé le « problème » d'étudier la NF, ils ont entrepris de comprendre ce qu'est la NF au juste et ce qui la cause. Si l'on arrive à comprendre la pathogénie de ce trouble (l'origine et l'évolution de la maladie), on pourra développer de meilleurs diagnostics, une meilleure gestion et, on l'espère, de meilleures thérapies pour aider les patients. On a réalisé au cours des 15 dernières années d'incroyables progrès en vue de comprendre la NF1 et la NF2. Le résumé suivant expose les origines de la recherche sur la NF et les répercussions de l'ensemble des connaissances acquises à ce jour sur les recherches actuelles et futures.

Cartographier les gènes de la NF1 et de la NF2

À l'origine, on ne savait même pas que la NF1 et la NF2 étaient des troubles distincts. Au fil de leurs recherches, les chercheurs ont appris que les tumeurs de la NF1 comportent plusieurs types de cellules, ce qui implique une certaine coopération entre les cellules lors de la formation de tumeurs. Par contre, les tumeurs de la NF2 sont relativement pures, ce qui veut dire qu'un seul type de cellule contribue à la formation des tumeurs. La suite logique était donc de s'attaquer directement à la découverte des gènes impliqués. À l'aide de phénotypes cliniques bien définis (manifestations physiques d'un trouble), certains chercheurs ont pu entreprendre d'identifier les gènes. Bernd Seizinger de mon groupe et les groupes de White et de Skolnick ont relié le gène de la NF1 au chromosome 17 en 1987. Collins et al et White et al ont découvert le gène de façon indépendante en 1990.

Il a été plus facile de repérer le gène de la NF2 car nous savions essentiellement où regarder en nous fondant sur des études de tumeurs qui démontraient que le gène de la NF2 possédait les caractéristiques d'un suppresseur de tumeur classique. Guy Rouleau de mon groupe a démontré une liaison de la NF2 au chromosome 22 en 1993.

Les différents emplacements des chromosomes et les types de gènes distincts nous montraient clairement que nous avions là deux entités génétiques complètement différentes. Cela compris, l'étape suivante consistait à étudier le fonctionnement de ces deux gènes distincts et les façons dont les mutations génétiques causent les manifestations physiques de la NF.

Comprendre la NF

On peut procéder de deux façons pour essayer de comprendre l'origine et l'évolution d'un trouble héréditaire. La méthode traditionnelle suit une approche phénotypique : on décrit d'abord les manifestations physiques du trouble puis on tente de comprendre comment la biologie cellulaire ou la biochimie font apparaître ces manifestations. Cette approche retourne au défaut initial (au niveau génétique) à partir du point final (la manifestation physique, par ex., la croissance de la tumeur).

Selon l'approche génotypique, on trouve le gène qui cause le trouble puis on descend le cours pas à pas afin de découvrir comment le ou les gènes en question mènent aux manifestations physiques. La meilleure approche consiste à combiner les méthodes génotypique et phénotypique et à tenter de rejoindre le milieu afin de déterminer les causes du trouble et les façons dont il se manifeste dans le corps.

Comprendre les origines et l'évolution de la NF1

Au cours des dix dernières années, la recherche sur la NF s'est surtout penchée sur le fonctionnement des gènes de la NF dans le corps et les façons dont les mutations mènent aux manifestations du trouble. Cette exploration peut se faire selon plusieurs approches différentes. Les quatre catégories de base sont l'analyse génotype-phénotype, la biologie cellulaire et la biochimie, les modèles de souris et les modèles d'organismes inférieurs.

L'analyse génotype-phénotype de la NF1

L'analyse génotype-phénotype démontre assez clairement que la mutation comporte une désactivation, qu'on se débarrasse de la fonction de la neurofibromine (la protéine de la NF1). D'importantes suppressions du gène de la NF (lesquelles sont rares) se manifestent parfois sous forme de grave déficience mentale. Le gène de la NF1 est un suppresseur de tumeur confirmé dans certains cas, mais il y a des preuves que d'autres gènes modifient le gène de la NF1 de manière à créer la grande variété de manifestations physiques et de degrés de gravité observés chez les patients atteints de NF1.

La biologie cellulaire et la biochimie de la NF1

La NF1 ou la neurofibromine s'est avérée particulièrement difficile à manipuler. Un excès de neurofibromine dans les cellules produit des effets toxiques. Aussi, il serait utile de mieux comprendre comment les autres gènes interagissent avec la neurofibromine pour la modifier et ainsi causer les diverses manifestations physiques.

Les modèles d'animaux dans la recherche sur la NF1

La recherche à l'aide de modèles d'animaux génétiquement modifiés représente une approche génotypique. On commence par la reproduction du génotype (la composition génétique de l'organisme) plutôt que par les manifestations physiques. Lorsqu'on n'obtient pas les manifestations recherchées à partir du génotype approprié, on doit se mettre à modifier les gènes afin de voir ces manifestations. Ce processus aide les chercheurs à découvrir ce qui se passe au niveau génétique lors de la création de certaines manifestations de la NF1. Ces connaissances peuvent ensuite nous aider à comprendre comment faire des corrections ou des médications au niveau génétique qui empêcheront l'apparition des manifestations de la NF1.

Les modèles d'organismes inférieurs dans la recherche sur la NF1

La recherche sur la NF1 à l'aide d'organismes inférieurs ne s'appuyait pas particulièrement sur des hypothèses; elle était fondée sur l'idée suivante : « Voyons voir ce qui se passe lorsqu'on élimine (supprime) le gène de la NF1 dans une mouche. » Ce qui arrive c'est qu'on obtient des manifestations qui ne dépendent pas de l'activité de signalisation de ras. On a identifié le ras comme une voie de communication dans une cellule que le gène de la NF1 perturbe en causant la production d'information erronée. Cette perturbation peut entraîner une prolifération de certaines cellules et ainsi causer des neurofibromes. On peut corriger cette situation en manipulant une voie différente, telle la voie de signalisation PKA. Ce phénomène semble indiquer que la fonction du gène de la NF1 n'est pas aussi simple que l'on croyait à l'origine et que d'autres protéines ou gènes interagissent avec la NF1 pour en modifier le comportement. Ces modificateurs pourraient donc détenir la clé qui nous permettra de comprendre pourquoi les manifestations cliniques et le degré de gravité de la NF1 sont si variés chez les patients atteints de NF1.

On a réalisé au cours des 15 dernières années d'incroyables progrès en vue de comprendre la NF1 et la NF2.

Vue d'ensemble de la NF1

La protéine neurofibromine agit comme un intégrateur. Les cellules ne contiennent pas un ensemble de voies de signalisation linéaires; ces voies sont plutôt en réseau. Ce ne serait pas logique que la cellule transmette un signal au noyau et que les autres parties de la cellule doivent attendre le retour des signaux avant de savoir ce qui se passe. Il est nettement préférable d'avoir une intercommunication entre les diverses voies de signalisation. Je vois la neurofibromine comme un agent qui assurerait cette intercommunication. Lorsque le signal est interrompu ou altéré, comme dans le cas d'une mutation du gène de la NF1, des manifestations de la NF1 apparaissent dans un organisme.

Comprendre la pathogénie de la NF2

La cellule doit savoir quelles modifications sont en cours et être capable de dire aux composantes de la membrane de réagir de façon appropriée. En l'absence de merlin (la protéine de la NF2), ces signaux ne peuvent être transmis efficacement car il manque une des structures intermédiaires. Cette interruption de la transmission correcte d'information peut mener à une prolifération excessive des cellules, soit la formation d'une tumeur. Bien que le merlin soit un type complètement différent de protéine que la neurofibromine, nous pouvons examiner ce trouble selon les mêmes catégories que dans le cas de la NF1.

L'analyse génotype-phénotype de la NF2

L'analyse génotype-phénotype de la NF2 a démontré une fois de plus que la mutation comporte une désactivation. Le gène est un suppresseur de tumeur dans le cas des tumeurs classiques de la NF2, les schwannomes et les méningiomes. Ainsi, sa désactivation mène à la formation de tumeurs. Chez les patients atteints de NF2, il existe une certaine corrélation entre le degré de gravité et le type de mutation, ce qui présente un certain contraste avec la NF1 pour laquelle on n'a pas vraiment démontré de corrélations, autres que celle des importantes suppressions.

La biologie cellulaire et la biochimie de la NF2

L'expression du merlin est absente dans les tumeurs avec des mutations. On a défini un grand nombre d'interacteurs pour cette protéine. Grâce aux recherches en cours dans ce domaine, on en identifiera davantage. Plus nous en saurons sur les interactions entre le merlin et d'autres modificateurs de protéines et de gènes, plus nous nous rapprocherons du stade où nous pourrons concevoir des traitements efficaces pour la NF2.

Les modèles de souris dans la recherche sur la NF2

L'élimination du merlin de souris génétiquement modifiées mène à l'apparition de diverses tumeurs malignes chez ces souris. On peut générer des tumeurs de cellules Schwann en manipulant le merlin et en causant les éliminations nécessaires de la fonction du suppresseur de tumeur. Cela semble indiquer que l'on peut utiliser les cellules Schwann des souris pour étudier la fonction de suppresseur de tumeur.

Les modèles d'organismes inférieurs dans la recherche sur la NF2

Dans le modèle d'organisme inférieur, soit celui de la mouche, la carence de merlin cause une prolifération excessive (croissance rapide) des cellules. Il est évident ici aussi, comme dans les modèles de souris, que certaines manipulations peuvent transformer la protéine en un agent pouvant causer une tumeur.

On a fait de grands progrès pour ce qui est de comprendre la génétique de la NF1 et de la NF2. Ces nouvelles connaissances sont à la base de la création de nouvelles approches et de nouvelles hypothèses qui feront avancer la science vers des traitements efficaces. L'utilisation de différentes approches pour étudier la NF facilite les découvertes capitales en recherche, lesquelles augmentent notre compréhension globale.

Que devons-nous savoir de plus ?

Ce que nous voulons vraiment c'est une thérapie fondée sur la fonction, qui utilisera les données recueillies en recherche. Le potentiel de développement de traitements augmentera une fois que nous aurons achevé les études d'histoire naturelle au cours des prochaines années. Les données de ces études fourniront la ligne de base pour les essais de thérapies. De plus, des essais cliniques se poursuivent actuellement et d'autres sont envisagées pour la NF1 et la NF2. (Pour obtenir de plus amples renseignements sur les essais cliniques, consulter le site www.nf.org.)

Voici d'autres domaines d'étude qui, selon moi, seraient utiles en vue de mieux comprendre la NF1 et la NF2. Il faudrait, notamment :

  • mieux comprendre les rôles de la neurofibromine et du merlin dans les cellules pour essayer de comprendre pourquoi certaines cellules ne réagissent pas à la déficience en devenant des tumeurs;
  • comprendre les interactions cellulaires qui se produisent dans les tumeurs mixtes (tumeurs composées de différents types de cellules), ce qui pourrait aider à comprendre le développement de tous les différents types de tumeurs liés à la NF1;
  • trouver les facteurs génétiques qui produisent la vaste gamme de manifestations cliniques de la NF1 et de la NF2. La découverte des modificateurs qui interagissent avec les gènes de la NF1 constitue une approche directe qui ouvrira de nouvelles avenues, tant au niveau des thérapies que de la compréhension de la biologie. À partir des connaissances sur le ou les modificateurs, on pourrait concevoir une thérapie ciblant des gènes particuliers et leurs modificateurs afin de corriger les mutations ou empêcher qu'elles se produisent dans la cellule.

Conclusion

Nous sommes environ aux trois quarts du cycle de recherche pour ce qui est des deux troubles. Bien sûr, les recherches visant à comprendre le rôle de la neurofibromine et du merlin se poursuivent toujours et doivent continuer. À mesure que l'on acquerra davantage de données, il sera possible d'atteindre le stade où l'on pourra formuler des hypothèses raisonnables et les mettre à l'essai. Je crois que ce que nous avons appris des 15 dernières années c'est de garder l'esprit ouvert à la possibilité que d'autres composantes auxquelles nous n'avions pas pensé sont impliquées. Nous devrions essayer des stratégies génétiques pour les découvrir.