Correcting Mutations in the Dysferlin Gene with Prime Editing

Introduction :

Il existe plus de 7 000 maladies héréditaires, dont plusieurs présentent une prévalence accrue au Québec en raison de l’effet fondateur. En partenariat avec les neurologues du Québec, je fais le recensement des mutations de patients atteints de dystrophies musculaires des ceintures (LGMD) au Québec. Ce projet fait ressortir que certaines formes, dont la dysferlinopathie, sont particulièrement fréquentes dans certaines régions.

Parmi ces LGMD, la dysferlinopathie est une dystrophie musculaire autosomique récessive causée par des mutations dans le gène DYSF, entraînant une faiblesse musculaire progressive et un défaut de réparation des membranes. J’y tient particulièrement puisque je suis porteuse et qu’elle affecte ma famille. Dans le cadre de mon projet doctoral, j’ai corrigé in vitro, par Prime editing, plusieurs mutations ponctuelles responsables de la dysferlinopathie dans des myoblastes de patients. Toutefois, pour valider ces thérapies géniques in vivo, il est indispensable de disposer de modèles murins porteurs de la mutation ciblée plutôt que les modèles existants de la dysferlinopathie.

Méthodologie :

Les modèles murins précédents, tels que BlaJ, reposent sur le knockout du gène DYSF et ne permet pas de corriger une mutation ponctuelle. Le nouveau modèle DYSF-R1925X porte une mutation non-sens équivalente au variant humain R1905X, une mutation de patients, offrant ainsi un outil essentiel pour tester des stratégies de correction mutation-spécifique.

Nous avons caractérisé physiquement et comportementalement les souris R1925X et comparé leurs performances à celles des souris BlaJ et des témoins C57BL/6 (wildtype). Les évaluations motrices, incluent le hanging test (mesurant le temps que la souris peut rester suspendue à une grille), le balance beam test (mesurant le nombre de pas à l’extérieur de la poutre et le temps nécessaire pour la traverser) et le parallel rod floor test (mesurant la distance parcourue en 5 minutes et le temps immobile en déplacement libre).

Résultats :

Les tests démontrent que les souris atteintes de dysferlinopathie BlaJ et R1925X présentent un temps de suspension réduit, une traversée plus lente de la poutre et davantage de glissements de pattes que les témoins en santé. De plus, les R1925X affichent une activité locomotrice diminuée par rapport aux deux autres groupes. Aussi, une accumulation de gras sous-cutané au niveau des hanches est observé chez les souris femelles et une différence significative dans tous les tests est observée entre les mâles et les femelles démontrant une plus grande endurance chez les femelles.

Conclusion :

Ces résultats confirment que le modèle R1925X reproduit les déficits moteurs comparables aux humains affectés par la dysferlinopathie tout en offrant la pertinence d’une mutation ponctuelle clinique. Ce modèle préclinique est idéal pour valider in vivo des thérapies géniques de correction ciblée dans DYSF qui pourront ensuite être appliquées pour d’autres maladies héréditaires fréquentes au Québec. Comme j’ai obtenu des résultats prometteurs à corriger cette mutation in vitro dans des cellules musculaires (myoblastes), la prochaine étape sera d’utiliser le modèle de souris pour comparer des méthodes de livraison du Prime editing jusqu’aux muscles des souris. De plus, connaitre les variants dans les gènes associés aux LGMD au Québec et au Canada permettra d'établir un portrait de la population locale et de ses effets fondateurs. L'étude des variants d'effet incertain (VUS) pourrait aussi permettre aux patients en attente de diagnostic précis de connaitre leur sous-type de LGMD et d'avoir accès aux essais cliniques appropriés le cas échéant.