No 30 - novembre 2006/janvier 2007

ARN interférence: obstacles et applications potentielles pour le traitement de maladies humaines*

L’ARN interférence (ARNi) est un mécanisme conservé au cours de l’évolution qui joue un rôle essentiel dans la régulation de l’expression des gènes. La découverte de ce phénomène soulève un intérêt considérable et de nombreux espoirs dans l’étude de la fonction des gènes et la recherche de traitements pour des maladies humaines. Cet article décrit certaines des applications thérapeutiques potentielles de l’ARNi, mais souligne également les obstacles et défis qu’il reste à surmonter avant qu’il ne soit possible d’envisager une application clinique de l’ARNi.

Hoshang Unwalla**
Daniel H. Kim**
John J. Rossi**


NDR: Les mots apparaissant en gras dans le texte font l’objet d’explications que le lecteur trouvera dans les références correspondantes à la fin du texte.

Le phénomène de l’ARN interférence (ARNi) a tout d’abord été découvert chez un nématode, le Caenorhabditis elegans (1). Il est rapidement apparu par la suite que ce mécanisme avait été conservé chez les eucaryotes plus évolués (2-3). Des études biochimiques et génétiques ont révélé que l’ARNi était déclenchée par des molécules, des petits ARN double brins appelés petits ARN interférents (pARNi ou siARN pour «small interfering RNAs») et micro-ARN (miARN). Ces ARN interférents peuvent inhiber l’expression d’un gène en dirigeant la coupure («le clivage») des ARN qui leur sont complémentaires ou en inhibant la traduction d’une séquence génétique spécifique (4-5).

L’une des caractéristiques fondamentale de l’ARNi dans tous les organismes est la production d’ARN interférents comptant entre 21 et 23 bases par l’endoribonucléase DICER (DCR) (6-7). Toutefois, la synthèse des siARN et des miARN est complexe. Il existe d’ailleurs de subtiles différences dans la manière dont ils dérivent de leurs précurseurs (8).

L’ARNi est impliquée dans un large éventail de fonctions cellulaires, qui vont de la protection antivirale chez les plantes jusqu’à la régulation du développement. Bien que nous ne connaissions pas les cibles spécifiques visées par la plupart des micro-ARN, on sait toutefois qu’ils appartiennent à une catégorie de molécules qui interviennent dans la régulation de nombreux processus cellulaires. En substance, il y a bien plus d’un tiers des gènes humains qui semblent être des cibles qui sont visées par des miARN et qui ont été conservées au cours de l’évolution (9).

L’ARNi se présente aujourd’hui comme une nouvelle stratégie de manipulation de l’expression des gènes impliquant le développement de petits ARN interférents à des fins thérapeutiques. Bon nombre d’études visant à prévenir et traiter les infections virales, les tumeurs et les maladies métaboliques portent ainsi sur le développement de médicaments dont les principes d’action sont basés sur l’ARNi.

Toutefois, à cette étape des recherches, il reste plusieurs obstacles à surmonter avant qu’il ne soit possible d’utiliser l’ARNi à des fins cliniques.

1. Les problèmes à surmonter

1.1. Toxicité due à une compétition avec les miARN cellulaires

Le promoteur du gène U6 transcrit par l’ARN polymérase III (ARN Pol III) (10) a été utilisé dans certaines études pour exprimer des ARN dits «en épingle à cheveux» (shARN pour «short hairpin RNA»). Ces shARN sont constitués d’une séquence génétique qui peut être exprimée in vivo par l’intermédiaire de vecteurs viraux ou de plasmides (11). Une fois exprimés dans les cellules de l’hôte, les shARN peuvent déclencher la voie de l’ARNi et ainsi inhiber l’expression d’un gène. Toutefois, il a été démontré qu’une expression excessive de shARN pouvait être toxique et même fatale. Dans une étude, des shARN exprimés à l’aide du promoteur du gène U6 et ciblant le virus de l’hépatite B (VHB) ont été injectés dans le foie de souris à l’aide d’un vecteur dérivé du virus adéno-associé (AAV) (12-13). La surexpression de shARN par l’intermédiaire du promoteur du gène U6 transcrit par l’ARN Pol III a conduit à une saturation de l’Exportine-5 (14), ce qui a eu pour effet d’empêcher l’export nucléaire de pré-miARN (15) et ainsi la voie de l’ARNi. Cela s’est avéré létal pour 23 des 49 souris dans lesquelles les shARN avaient été exprimés.

Une autre étude portant sur l’expression génique de shARN dans des lymphocytes primaires humains a démontré que l’utilisation du promoteur U6 pour exprimer des shARN pouvait provoquer une cytotoxicité, alors que l’utilisation d’un promoteur différent, mais plus faible (H1) pour exprimer des shARN semblait supprimer l’effet toxique des mêmes shARN (16).

Ces études suggèrent qu’il est important d’optimiser les niveaux d’expression des shARN si on entend les utiliser in vivo.

1.2. Les effets hors-cible des siARN

Des effets «hors-cible» («off-target effects») non désirés peuvent survenir lorsque les siARN ou les miARN transfectés (17) ou exprimés comportent une certaine complémentarité ou une homologie suffisante avec un ARN messager (ARNm) qui n’était pas destiné à être ciblé. Dans de tels cas, l’expression de cet ARNm peut être inhibée. En effet, il a été démontré qu’un ARNm portant une séquence complémentaire à une certaine séquence située sur un siARN («seed sequence») (18) pouvait voir son expression réduite de manière significative (19-20).

En d’autres termes, lorsqu’un chercheur utilise un siARN, une séquence spécifique («seed sequence») de celui-ci peut provoquer des effets hors-cible en reconnaissant la région 3’ non traduite d’un ARNm (21) que le chercheur n’avait pas volontairement visé. Lorsque cette séquence se situe sur le «brin guide» du siARN (22) et s’apparie avec une parfaite complémentarité avec une séquence localisée dans la région 3’ non traduite d’un ARNm non ciblé, le «brin guide» peut alors agir comme un miARN et empêcher la traduction de l’ARNm. Ceci peut potentiellement mener à la dégradation du transcrit de l’ARNm involontairement ciblé (23).

Il est possible de détecter de tels effets hors-cible en procédant à une analyse d’expression génique sur des puces à ADN («microarrays»). En effet, on peut y observer toute diminution de l’expression de gènes non visés.

Au vu de ce qui précède, en créant des siARN pour diriger la voie de l’ARNi sur des gènes spécifiques responsables de maladies, les chercheurs devraient éviter toute complémentarité de cette séquence particulière appelée «seed sequence» avec la région 3’ non traduite d’un ARNm non visé.

1.3. Déclencher et éviter des réponses interféron

Pour utiliser l’ARNi en milieu clinique, il faut prendre soin d’éviter que les siARN «thérapeutiques» n’activent des réponses immunitaires dans les cellules de l’hôte. Des interférons de type 1 (IFN-1) peuvent en effet être activés dans certaines cellules (cellules dentritiques plasmacytoïdes) lorsque des motifs propres à des séquences ADN immunostimulantes sont présents dans les siARN. On a tout d’abord pensé que seuls des ARN double brins (dbARN) d’une longueur de plus de 30 paires de bases pouvaient provoquer une telle réponse interféron en activant la protéine PKR (24) et en interrompant l’ensemble de l’expression génique. Toutefois, il est apparu que les récepteurs Toll-like (TLR) (25) pouvaient également reconnaître un dbARN et déclencher une réponse interféron (26).

D’autres études ont décrit l’occurrence de telles réponses immunitaires dues à l’utilisation de siARN (27). Des recherches supplémentaires sont nécessaires afin de comprendre pleinement ces réactions immunitaires et de les éviter lorsqu’on active la voie de l’ARNi.

2. Quelques applications potentielles de l’ARNi dans le traitement des maladies humaines

2.1. Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH)

Le VIH touche environ 40 millions de personnes et représente une cause majeure de mortalité dans le monde. C’est en ciblant le VIH que le potentiel thérapeutique de l’ARNi a initialement été démontré. Les transcrits du VIH codant pour les protéines tat, rev, gag, pol, nef, vif, env et vpr (28) ont tous été ciblés avec des ARN interférents. Alors que cette approche s’est avérée efficace sur des lignées cellulaires infectées par le VIH (29), l’utilisation de l’ARNi au niveau clinique reste une tâche beaucoup plus délicate. Des mutants échappant à l’ARNi peuvent facilement résulter du taux de mutation virale élevé caractérisant le VIH. En effet, la transcriptase inverse (30) a naturellement tendance à commettre des erreurs lorsqu’elle copie le génome du virus. Puisqu’il suffit d’une ou deux différences dans la complémentarité d’un siARN avec sa cible pour réduire considérablement l’efficacité de l’ARNi, on a aussi ciblé les gènes cellulaires qui assurent l’entrée du virus et sa réplication. Il a été démontré que l’inactivation du récepteur CD4 et des co-récepteurs CCR5 et CXCR4 (31) par le biais de l’ARNi pouvait empêcher l’infection par le VIH (32). Le co-récepteur CCR5, en particulier, est une cible prometteuse pour l’ARNi puisque l’on sait que les individus qui présentent une mutation homozygote (appelée «32-bp deletion») sur le gène du récepteur CCR5 sont résistants à l’infection par le VIH sans que cela ne génère des effets néfastes sur leurs fonctions immunitaires.

Certaines séquences hautement conservées du génome viral sont aussi des cibles encourageantes dans le cadre d’une utilisation de l’ARNi à des fins thérapeutiques. En outre, il a été démontré qu’une approche combinant l’utilisation d’un shARN, d’un leurre de TAR (33) et d’un ribozyme «en tête de marteau» («hammerhead ribozyme») (34) empêchait efficacement et à long terme l’infection des cellules primaires par le VIH (35). Une utilisation clinique de cette méthode implique le prélèvement et l’isolement de cellules CD4+ d’un patient, leur modification à l’aide de vecteurs lentiviraux contenant ces transgènes thérapeutiques, la culture ex vivo des cellules ainsi obtenues et, enfin, leur réinjection chez le patient. Une telle modification des cellules souches hématopoïétiques (CSH), impliquant un recours à l’ARNi tout d’abord ex vivo et ensuite in vivo, pourrait être une stratégie efficace. En effet, les CSH ont le potentiel de se différencier en tous les types de cellules qui peuvent être infectées par le VIH.

2.2. Le virus de l’hépatite B

Environ 350 millions de personnes dans le monde souffrent d’une infection chronique due au virus de l’hépatite B (VHB). Chez la souris, l’administration de siARN in vivo à l’aide d’une double couche de lipides s’est avérée être efficace pour réduire le taux de VHB dans le sérum (36). L’effet thérapeutique d’une seule dose a duré près d’une semaine. Des modifications chimiques significatives avaient en outre été effectuées pour éviter toute réponse interféron et pour stabiliser les siARN.

Une autre étude a démontré qu’en administrant à faible dose des vecteurs dérivés du virus adéno-associé (AAV) et exprimant des shARN chez la souris, on pouvait inhiber le VHB de manière persistante sur une période de cinq mois (37).

2.3. Virus respiratoire syncytial

Le virus respiratoire syncytial (VRS) est l’une des causes principales d’infection des voies respiratoires chez les jeunes enfants et les nouveau-nés. L’utilisation d’ARN interférents administrés par voie intranasale s’est avérée être une forme efficace d’inhibition du virus chez la souris. Une étude a démontré que des siARN délivrés seuls ou par l’intermédiaire d’une nanoparticule à base de polymères et de chitosane ou un réactif de transfection (38) pouvaient activer la voie de l’ARNi sans provoquer une réponse interféron (39). Selon une autre étude dans laquelle le VRS et le virus parainfluenza (VPI) étaient concurremment ciblés, une compétition peut survenir dans la machinerie ARNi lorsqu’on utilise deux siARN différents, chacun d’entre eux étant dirigé contre un virus spécifique (40). Cette compétition peut réduire l’efficacité des deux types de siARN concernés. Pour cette raison, l’utilisation simultanée de plus d’une sorte de siARN doit encore être évaluée avec prudence.

2.4. Le virus de l’herpès simplex

Rien qu’aux États-Unis, le virus de l’herpès simplex de type 2 (VHS-2) touche 45 millions de personnes. Des approches basées sur l’ARNi ont été testées sur un modèle de souris pour déterminer si la transmission vaginale du virus pouvait être bloquée par des siARN. On a utilisé une application vaginale des siARN pour cibler les gènes du virus. Les effets thérapeutiques des siARN administrés avant ou après l’exposition au virus ont été évalués pendant une période de quinze jours. Après six jours, 70% des souris auxquelles on avait administré un type de siARN avant l’infection au HSV-2 n’ont montré aucun signe d’infection virale. Toutefois, il s’est avéré que deux types différents de siARN (chacun ayant une cible virale distincte) étaient nécessaires pour protéger les souris lorsque l’administration des siARN avait lieu après l’infection. Des siARN non modifiés ont été utilisés pour produire un microbicide et ont été délivrés par l’intermédiaire de lipides. Cette opération n’a pas donné lieu à des effets toxiques apparents in vivo (41).

2.5. Maladies neurodégénératives

Les maladies neurodégénératives sont fréquemment handicapantes et fatales. L’ataxie spino-cérebelleuse de type 1 (SCA1) fait partie d’un groupe de maladies neurodégénératives principalement héréditaires et caractérisées par une répétition étendue du groupe de nucléotides CAG (42). Un groupe de recherche a injecté des vecteurs dérivés du virus adéno-associé (VAA) et exprimant des shARN dans le cerveau de souris atteintes par la SCA1. Il a pu constater des améliorations de l’état des cellules neuronales malades, et ce, même dans des conditions où l’efficacité des vecteurs et de leur injection est moindre (43). D’autres groupes de recherche se sont penchés sur des modèles de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et ont administré des ARN interférents à l’aide de vecteurs lentiviraux afin de d’obtenir une inhibition stable et à long terme de l’expression du gène ciblé (43). Ces deux groupes de recherche ont ciblé le gène de l’enzyme superoxide dismutase (SOD) (44), ce qui a conduit à une amélioration de la survie des neurones moteurs et à une apparition plus tardive du phénotype de la maladie chez la souris (45).

2.6. Cancers

Les cancers sont une cause majeure de décès dans le monde. Les éléments clés des voies de signalisation cellulaire qui ne fonctionnent plus de manière appropriée peuvent être ciblés in vivo par l’ARNi. Des études sur des souris ont démontré que l’ARNi pouvait réduire la croissance des tumeurs avec succès. Une étude dans laquelle des liposomes neutres (46) ont été utilisés pour administrer des siARN a ciblé le récepteur de la tyrosine kinase EphA2 qui est surexprimée dans les cellules ovariennes cancéreuses (47). À raison de deux administrations par semaine pendant un mois, on a observé une réduction de la taille des tumeurs allant jusqu'à 50%. Lorsque la thérapie ARNi a été combinée avec l’administration de Paclitaxel, un agent chimiothérapique, cette réduction a pu atteindre 90%, ce qui met en lumière la puissance et l’efficacité d’une combinaison de l’ARNi avec les régimes thérapeutiques conventionnels.

Dans une autre étude, les chercheurs ont ciblé des tumeurs dans le cas d’un sarcome d’Ewing en utilisant des nanoparticules pour administrer des siARN in vivo (48). L’utilisation de cette méthode concurremment avec l’injection de cellules tumorales a presque complètement stoppé la formation des tumeurs.

3. Remarques conclusives

L’ARN interférence englobe toute une série de mécanismes post-transcriptionnels régulateurs de l’expression génique qui sont guidés par de petits ARN dont la séquence est complémentaire à celle des transcrits qu’ils ciblent. Ce processus cellulaire endogène a évolué pour devenir un outil précis permettant de moduler la régulation des gènes par l’intermédiaire des micro-ARN. Mais, cet outil peut aussi servir de mécanisme de défense antivirale. Depuis la découverte de l’ARNi il y a moins d’une dizaine d’années, les chercheurs ont rapidement accumulé des connaissances sur ces mécanismes, connaissances qui servent aujourd’hui à la recherche sur le traitement des maladies humaines. De nouvelles découvertes impliquant des petits ARN ont mis en lumière la multiplicité de leur rôle dans la biologie cellulaire. On peut sans peine prédire que nous n’avons encore vu que la pointe de l’iceberg en ce qui concerne les petits ARN et leur rôle en biologie et en médecine. Il faut donc s’attendre à découvrir de nombreuses nouvelles et intéressantes applications médicales de l’ARNi dans les années à venir.

Remerciements

Ce travail a bénéficié du soutien boursier octroyé par les Instituts nationaux de santé (NHI), États-Unis (HL07470 et AI42552).

*Traduit de l’anglais par Thierry Hurlimann. La version originale de l’article est publiée dans la section Archives sous le titre RNA Interference, Problems Areas and Potential Applications for the Treatment of Human Diseases.

**Division of Molecular Biology and the Graduate School of Biological Sciences, Beckman Research Institute of the City of Hope, 1450 E. Duarte Road, Duarte, CA 91010, USA. Correspondence à J.J.R: jrossi@coh.org

Références

(1) Fire A, Xu S, Montgomery MK, Kostas SA, Driver SE, Mello CC. «Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans». Nature 1998; 391: 806-811.

(2) Hannon GJ. «RNA interference». Nature 2002; 418: 244-251.

(3) Montgomery MK. «RNA interference: historical overview and significance». Methods Mol Biol 2004; 265: 3-21.

(4) La traduction est l’une des étapes du processus global de l’expression génique. C’est la transcription qui marque le début du processus. Lors de la transcription, l’information génétique contenue dans l’ADN est copiée sous la forme de différents types d’ARN, dont les ARN messagers (ARNm). Ces derniers portent l’information nécessaire à la synthèse des protéines. Les ARNm sont «traduits» (processus de traduction) par les ribosomes. La traduction convertit l’information portée par les ARNm en une chaîne d’acides aminés qui formera finalement une protéine. Au cours de ce processus de traduction, les ARNm sont «coupés» d’une certaine manière dans des régions spécifiques (on parle de «coupure» ou de «clivage»). L’ARNi peut intervenir à différents stades du processus global de l’expression génique et ainsi inhiber la synthèse des protéines à partir des ARNm.

(5) Dykxhoorn DM, Novina CD, Sharp PA. «Killing the messenger: short RNAs that silence gene expression». Nat Rev Mol Cell Biol 2003; 4: 457-467.

(6) DICER est le nom donné à une endoribonucléase (une sorte d’enzyme) essentielle dans la synthèse des miARN et des siARN.

(7) Bernstein E, Caudy AA, Hammond SM, Hannon GJ. «Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference». Nature 2001; 409: 363-366.

(8) Pour plus de détails, voir: Elbashir SM, Harborth J, Lendeckel W, Yalcin A, Weber K, Tuschl T. «Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian cells». Nature 2001; 411: 494-498; Tanzer A, Stadler PF. «Molecular evolution of a microRNA cluster». J Mol Biol 2004; 339: 327-335; Han J, Lee Y, Yeom KH, Kim YK, Jin H, Kim VN. «The Drosha-DGCR8 complex in primary microRNA processing». Genes Dev 2004; 18: 3016-3027; Yi R, Qin Y, Macara IG, Cullen BR. «Exportin-5 mediates the nuclear export of pre-microRNAs and short hairpin RNAs». Genes Dev 2003; 17: 3011-3016 et Gregory RI, Chendrimada TP, Cooch N, Shiekhattar R. «Human RISC couples microRNA biogenesis and posttranscriptional gene silencing». Cell 2005; 123: 631-640.

(9) Lewis BP, Shih IH, Jones-Rhoades MW, Bartel DP, Burge CB. «Prediction of mammalian microRNA targets». Cell 2003; 115: 787-798.

(10) L’ARN polymérase (ARNP) est une enzyme essentielle dans la synthèse d’ARN à partir d’un gène (processus de transcription, voir supra note 4). L’ARNP initie la transcription d’un gène en se liant à une région de l’ADN appelée un promoteur. Il y a plusieurs types d’ARNP (ARN Pol I, II et III). Chaque type est responsable de la transcription de différentes sortes d’ARN. Certains gènes, comme le gène U6, codent pour un type d’ARN appelés petits ARN nucléaires ou snARN (pour «small nuclear RNAs»). Ces ARN sont importants dans de nombreux processus et, en particulier, dans l’épissage de l’ARN qui est une étape importante du processus de transcription. La transcription de U6 est initiée par l’ARN Pol III.

(11) Les plasmides sont des éléments génétiques extra-chromosomaux composés d’ADN ou d’ARN et que l’on trouve aussi bien dans les cellules eucaryotiques que procaryotiques. Certains plasmides ont la capacité de s’intégrer dans le génome de l’hôte. Ils peuvent être créés artificiellement. Les vecteurs sont les «véhicules» utilisés pour introduire de l’ADN et de l’ARN étrangers dans les cellules de l’hôte. Ils peuvent être créés à partir de plasmides ou de virus, par exemple.

(12) Le virus adéno-associé est un petit virus humain qui n’est associé à aucune maladie et aucun symptôme. C’est d’ailleurs en raison de cette innocuité que de nombreuses recherches portent sur son utilisation potentielle comme vecteur de transfert de gènes.

(13) Grimm D, Streetz KL, Jopling CL, Storm TA, Pandey K, Davis CR, Marion P, Salazar F, Kay MA. «Fatality in mice due to oversaturation of cellular microRNA/short hairpin RNA pathways». Nature 2006; 441: 537-541.

(14) L’Exportine-5 est une protéine qui joue un rôle important dans la synthèse des miARN (voir encore infra, note 15).

(15) Les pré-miARN sont les précurseurs des miARN. Les miARN passent en effet par plusieurs étapes avant d’être matures et opérationnels. L’une de ces étapes est leur «sortie» du noyau et leur transport par l’Exportine-5 dans le cytoplasme de la cellule.

(16) An DS, Qin FX, Auyeung VC, Mao SH, Kung SK, Baltimore D, Chen IS. «Optimization and functional effects of stable short hairpin RNA expression in primary human lymphocytes via lentiviral vectors». Mol Ther. 2006; 14: 494-504.

(17) La transfection est l’opération par laquelle on introduit de l’ADN étranger dans des cellules hôtes.

(18) Sur un siARN, la séquence appelée «seed sequence» se situe sur les premiers 2 à 7 ou 2 à 8 nucléotides à partir de l’extrémité de la region 5’. Le terme anglais «seed» indique que cette séquence est constituée du nombre minimal de bases nécessaire pour que le miARN s’apparie avec une séquence de l’ARNm ciblé et se fixe sur ce dernier, provoquant ainsi l’inhibition fonctionnelle de la traduction.

(19) Jackson AL, Burchard J, Schelter J, Chau BN, Cleary M, Lim L, Linsley PS. «Widespread siRNA “off-target” transcript silencing mediated by seed region sequence complementarity». RNA 2006; 12: 1179–1187.

(20) Birmingham A, Anderson EM, Reynolds A, Ilsley-Tyree D, Leake D, Fedorov Y, Baskerville S, Maksimova E, Robinson K, Karpilow J, Marshall WS, Khvorova A. «3′ UTR seed matches, but not overall identity, are associated with RNAi off-targets». Nat. Methods 2006; 3: 199–204.

(21) Les séquences non traduites sont des régions sur l’ARNm qui ne sont pas utilisées lors de la synthèse des protéines.

(22) Le brin-guide d’un siARN est l’un des deux brins qui composent le siARN. L’autre brin est appelé «brin passager» ou «brin anti-guide» et est dégradé au cours du processus d’ARNi.

(23) Toutefois, une inhibition hors-cible de la traduction d’ARNm ne se produit pas si la séquence de tête du «brin-guide» s’apparie sur le cadre ouvert de lecture («open reading frame» ou «ORF») du transcrit d’un ARNm. Voir Jackson, A.L. et al., supra note 19 et Birmingham, A. et al., supra note 20.

(24) La protéine kinase PKR est un élément qui joue un rôle essentiel dans la réponse antivirale provoquée par les interférons. Une fois activée, la PKR inhibe l’initiation de la traduction des ARNm et peut ainsi provoquer un arrêt total de l’expression des gènes.

(25) Les récepteurs Toll-like (TLR) sont des protéines qui sont exprimées dans les endosomes cellulaires (compartiments à l’intérieur des cellules) et qui sont impliquées dans la reconnaissance des microbes et l’activation de la réponse immunitaire cellulaire.

(26) Robbins MA, Rossi JJ. «Sensing the danger in RNA». Nat Med 2005; 11; 250-251.

(27) Différents types de TLRs peuvent reconnaître certains motifs dans les séquences des ARN interférents et déclencher une réponse interféron. Ces motifs doivent donc être évités lors de la création de siARN. Il en va de même pour d’autres siARN qui présentent certaines caractéristiques ou séquences susceptibles de déclencher une réponse immunitaire. Pour plus de détails, voir par exemple: Hornung V, Guenthner-Biller M, Bourquin C, Ablasser A, Schlee M, Uematsu S, Noronha A, Manoharan M, Akira S, de Fougerolles A, Endres S, Hartmann G. «Sequence-specific potent induction of IFN-alpha by short interfering RNA in plasmacytoid dendritic cells through TLR7». Nat Med 2005; 11: 263-270 et Judge AD, Sood V, Shaw JR, Fang D, McClintock K, MacLachlan I. «Sequence-dependent stimulation of the mammalian innate immune response by synthetic siRNA». Nat Biotechnol 2005; 23: 457-462.

(28) Tat, rev, gag, pol, nef, vif, env, et vpr sont des gènes du VIH qui codent pour des protéines du même nom jouant un rôle important dans le cycle de vie du virus.

(29) Vaishnav YN, Wong-Staal F. «The Biochemistry of AIDS». Annual Reviews in Biochemistry 1991; 60: 577-630.

(30) La transcriptase inverse est une enzyme essentielle à la réplication du virus. Elle synthétise l’ADN à partir de l’ARN viral.

(31) Le VIH infecte diverses cellules impliquées dans le système immunitaire: les cellules CD4+ («T cells»), les macrophages et les cellules microgliales. L’entrée du virus dans les CD4+ s’effectue grâce à différents récepteurs (protéines situées sur la membrane de la cellule qui peuvent se lier avec certaines molécules du virus). Le récepteur principal pour l’entrée du VIH est appelé CD4, mais il y a d’autres récepteurs (tels que CXCR4 et CCR5) qui agissent comme des co-facteurs permettant au virus de pénétrer dans les cellules. On espère qu’en ciblant les gènes impliqués dans la synthèse de ces récepteurs, on pourrait empêcher le virus d’entrer dans les cellules et d’infecter celles-ci.

(32) Anderson J, Akkina R. «CXCR4 and CCR5 shRNA transgenic CD34+ cell derived macrophages are functionally normal and resist HIV-1 infection». Retrovirology 2005; 2: 53.

(33) L’élément TAR («transactivation response element») est un élément du génome viral qui joue un rôle essentiel dans la transcription des gènes viraux. En substance, un protéine virale (Tat) se fixe sur l’élément TAR, ce qui provoque une activation de la transcription virale. Ainsi, Tat et son interaction avec TAR constituent une cible thérapeutique prometteuse pour le traitement du VIH. On a, par exemple, créé un leurre de TAR pour inhiber la réplication du virus (voir Li et al., infra note 35).

(34) Les ribozymes en tête de marteau («hammerhead ribozymes») sont des petites molécules ARN impliquées dans la catalyse (ARN catalytique). Ils peuvent se fixer à un ARNm spécifique et ainsi inhiber l’expression d’un gène.

(35) Li MJ, Kim J, Li S, Zaia J, Yee JK, Anderson J, Akkina R, Rossi JJ. «Long-term inhibition of HIV-1 infection in primary hematopoietic cells by lentiviral vector delivery of a triple combination of anti-HIV shRNA, anti-CCR5 ribozyme, and a nucleolar-localizing TAR decoy». Mol Ther 2005; 12: 900-909.

(36) Snove O Jr, Rossi JJ. «Chemical modifications rescue off-target effects of RNAi». ACS Chem Biol 2006; 1: 274-276.

(37) Grimm D, Pandey K, Kay MA. «Adeno-associated virus vectors for short hairpin RNA expression». Methods Enzymol 2005; 392: 381-405.

(38) Divers systèmes permettant d’administrer des ARN interférents dans les cellules hôtes ont été utilisés pour tenter d’optimiser l’intégration des siARN suivant leur injection. Dans ce but, on utilise notamment ce qu’on appelle des réactifs de transfection et des nanoparticules à base de polymères (il s’agit de particules microscopiques dont la taille se mesure en nanomètres) telles que des nanoparticules à base de chitosane (un composant dérivé de l’exosquelette de certains crustacés).

(39) Voir Howard KA, Rahbek UL, Liu X, Damgaard CK, Glud SZ, Andersen MO, Hovgaard MB, Schmitz A, Nyengaard JR, Besenbacher F, Kjems J. «RNA interference in vitro and in vivo using a novel chitosan/siRNA nanoparticle system». Mol Ther 2006; 14: 476-484.

(40) Bitko V, Musiyenko A, Shulyayeva O, Sailen B. «Inhibition of respiratory viruses by nasally administered siRNA». Nat Med 2004; 11: 50-55.

(41) Palliser D, Chowdhury D, Wang QY, Lee SJ, Bronson RT, Knipe DM, Lieberman J. «An siRNA-based microbicide protects mice from lethal herpes simplex virus 2 infection». Nature 2006; 439: 89-94.

(42) Une séquence d’ADN se caractérise par une succession de lettres (A, T, C, G) qui correspondent aux nucléotides adénine, thymine, cytosine et guanine. L’ataxie spino-cérebelleuse fait partie d’un groupe de maladies qui peuvent résulter d’une mutation génétique caractérisée par une répétition anormalement élevée de la séquence CAG dans le génome.

(43) Davidson BL, Paulson HL. «Molecular medicine for the brain: silencing of disease genes with RNA interference». Lancet Neurol 2004; 3: 145-149.

(44) On a fait le lien entre certaines mutations du gène codant pour la SOD1 et la SLA.

(45) Xie J, Awad KS, Guo Q. «RNAi knockdown of Par-4 inhibits neurosynaptic degeneration in ALS-linked mice». J Neurochem 2005; 92: 59-71.

(46) Les liposomes sont des agrégats de couches lipidiques artificielles utilisés pour «encapsuler» de l’ADN et faciliter son passage à travers la membrane de la cellule.

(47) Landen CN, Kinch MS, Sood AK. «EphA2 as a target for ovarian cancer therapy». Expert Opin Ther Targets 2005; 9: 1179-1187.

(48) Voir Hu-Lieskovan S, Heidel JD, Bartlett DW, Davis ME, Triche TJ. «Sequence-specific knockdown of EWS-FLI1 by targeted, nonviral delivery of small interfering RNA inhibits tumor growth in a murine model of metastatic Ewing's sarcoma». Cancer Res 2005; 65: 8984-8992.


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