Pharmacogénomique du traitement par interféron et ribavirine chez les patients atteints d'une infection chronique par le virus de l'hépatite C

Contexte et plan de recherche :

L'infection chronique par le VHC suit souvent une évolution progressive sur de nombreuses années et peut finalement entraîner une cirrhose et la nécessité d'une transplantation hépatique ou d'un carcinome hépatocellulaire. La décision de traiter les patients atteints d'hépatite C chronique est basée sur plusieurs facteurs, notamment l'histoire naturelle et le stade de la maladie, ainsi que l'efficacité et les effets indésirables liés au traitement. En règle générale, les patients dont le traitement est envisagé doivent présenter des signes histologiques et virologiques d'infection chronique (c'est-à-dire un ARN du VHC détectable dans le sérum) et une ALT sérique élevée (1). Le traitement combiné avec l'interféron et la ribavirine est actuellement le meilleur traitement disponible pour l'infection chronique par le VHC. Cependant, la réponse au traitement est sous-optimale et il existe plusieurs effets secondaires.

Les effets secondaires observés au cours du traitement des patients par l'interféron et la ribavirine comprennent des symptômes pseudo-grippaux principalement dus à l'interféron, des cytopénies et une hémolyse induite par la ribavirine. Des changements psychiatriques dus à l'interféron surviennent chez jusqu'à 50 % des patients et des anomalies thyroïdiennes nécessitant un traitement surviennent chez environ 1 à 5 % des patients traités par l'interféron. Des maladies auto-immunes et des hémorragies rétiniennes ont également été rapportées. De plus, la polythérapie est associée à des risques significatifs chez les patients souffrant de dysfonctionnement rénal, de maladie cardiaque et d'anémie hémolytique, car le traitement peut être associé à une anémie. Les patients déprimés ou suicidaires doivent également être exclus (2).

Jusqu'à présent, peu de travaux sur les puces à ADN ont été réalisés avec le VHC. Cependant, le travail qui a été fait est intéressant et prometteur. Dans des études comparant l'hépatite B (VHB) à l'hépatite C, l'infection par le VHB s'est avérée exprimer des gènes principalement impliqués dans l'inflammation. En revanche, avec l'infection par le VHC, des gènes anti-inflammatoires se sont avérés être exprimés (3). Dans une autre étude, la cirrhose associée au VHC s'est avérée caractérisée par des profils d'expression génique pro-inflammatoire, pro-fibrotique et pro-apoptotique (4).

La progression de l'infection par le VHC par analyse de l'expression génique de biopsies hépatiques chez des chimpanzés gravement infectés qui développent une infection persistante, une clairance virale transitoire ou une clairance soutenue a été examinée. La clairance virale transitoire et soutenue était uniquement associée à l'induction de gènes induits par l'IFN-gamma et d'autres gènes impliqués dans le traitement et la présentation de l'antigène et la réponse immunitaire adaptative. L'étude a révélé des changements transcriptionnels à l'échelle du génome qui reflètent l'établissement, la propagation et le contrôle de l'infection, et ils révèlent des programmes antiviraux potentiellement uniques associés à l'élimination de l'infection par le VHC (5).

Des études in vitro dans la lignée cellulaire humaine Huh7 ont montré que lors de l'exposition des cellules à l'interféron, 50 gènes étaient régulés positivement d'au moins deux fois dans les clones témoins, alors que l'induction de 9 des 50 gènes était significativement réduite dans les clones Huh7 exprimant NS5A. L'activité de l'interféron-alpha s'est avérée inhibée par la protéine NS5A du VHC. L'effet le plus fort de NS5A sur la réponse à l'interféron a été observé sur le gène OAS-p69 avec une expression réduite. De plus, les cellules Huh7 exprimant NS5A ont montré une régulation à la hausse de l'interleukine-8, une cytokine pro-inflammatoire. En conséquence, cette étude a postulé un mécanisme de résistance à l'interféron médiée par NS5A (6).

Dans une étude récente, le profilage génétique des microréseaux de cellules mononucléaires du sang périphérique de patients atteints d'hépatite C traités avec l'interféron alpha a été réalisé. 88 gènes directement liés aux fonctions des cellules immunitaires ont été régulés positivement, y compris des gènes impliqués dans le traitement et la présentation des antigènes, l'activation des lymphocytes T, le trafic des lymphocytes et les fonctions effectrices, ce qui suggère que l'interféron-alpha régule positivement plusieurs gènes impliquant différents aspects du système immunitaire. réponses pour renforcer l'immunité contre le virus de l'hépatite C (7).

Actuellement, le traitement du VHC a encore un taux important de non-répondeurs et est associé à des effets secondaires qui empêchent de nombreuses personnes de recevoir un traitement. Déjà, le profilage moléculaire par puces à ADN a identifié des cibles génétiques potentielles qui peuvent avoir un rôle dans la pathogenèse de l'hépatite associée au VHC et, plus important encore, des cibles possibles qui ont un rôle en réponse au traitement par l'interféron. Le travail proposé ici espère s'appuyer sur cet ensemble de connaissances et pourrait conduire à l'amélioration des modalités de traitement du VHC.

Méthodes/conception expérimentale :

L'approbation du comité d'éthique de l'hôpital d'Alfred sera obtenue et les sujets seront recrutés via les cliniques d'hépatite de l'hôpital d'Alfred. Le consentement éclairé pour l'étude sera obtenu après que son objectif aura été expliqué verbalement et via une déclaration en anglais clair. Le consentement éclairé comprendra également le consentement pour les biopsies du foie. Dans un premier temps, une étude pilote sera entreprise dans laquelle un seul sujet sera recruté à la fois dans le bras expérimental et dans le bras contrôle de l'étude. Une fois que les résultats de cette étude pilote auront été analysés, l'étude sera élargie pour englober un plus grand nombre d'individus.

Des biopsies hépatiques seront effectuées sur les groupes suivants.

1. Patients positifs au VHC avant le début et à la fin du traitement par interféron standard ou pégylé plus ribavirine. Ce groupe sera subdivisé en répondeurs et non-répondeurs au traitement. Des biopsies hépatiques au trocart sous guidage échographique sont déjà effectuées de manière routinière sur ce groupe avant le début du traitement. Aux fins de cette étude, les non-répondeurs à la polythérapie sont les individus qui restent positifs pour l'ARN du VHC à la fin du traitement.
2. Population témoin composée de patients subissant une laparotomie pour des maladies n'impliquant pas le foie. Ces biopsies seraient obtenues au moment de la chirurgie.

Assez de tissu hépatique (environ 1 à 2 mg) sera obtenu pour isoler l'ARN messager (ARNm) par chromatographie oligo dT. Une fois isolé, l'ARNm sera rétrotranscrit en ADN complémentaire (ADNc). Cet ADNc sera ensuite marqué avec une molécule rapporteur fluorescente. L'hybridation de l'ADNc de foie marqué se produira alors avec la puce à ADN. Il est envisagé que le microréseau soit obtenu dans le commerce et soit composé d'ADNc humain. Il y a suffisamment d'ADN sur le microréseau pour que deux lots d'ADNc de foie marqué avec différents marqueurs fluorescents (c'est-à-dire rouge et vert) peuvent être hybridés au tableau en même temps sans aucune interférence. Les hybridations suivantes seraient alors mises en place.

Molécule rapporteur 1 : groupe HCV +ve. Molécule rapporteur d'ADNc 2 : groupe HCV-ve. ADNc

Hybridation 1 Répondeur à Rx. Avant Rx Contrôle ADNc

Hybridation 2 Répondeur à Rx. Après Rx ADNc de contrôle

Hybridation 3 Non répondeur à Rx. Avant Rx Contrôle ADNc

Hybridation 4 Non répondeur à Rx. Après Rx ADNc de contrôle

Rx = traitement.

Le tableau hybridé sera ensuite scanné et des progiciels disponibles dans le commerce seront utilisés pour aider à l'interprétation des résultats (8). Les gènes ou groupes de gènes d'intérêt particulier comprennent :

1. Gènes de réponse pro-inflammatoire

   • Les cytokines Th-1 telles que l'interféron gamma (IFN), l'interleukine-2 (IL-2) et le facteur de nécrose tumorale bêta (TNF-ß). Les cytokines Th1 favorisent la production d'anticorps opsonisants (par exemple, IgG1) et l'induction de la cytotoxicité cellulaire et de l'activation des macrophages. Les réponses Th1 jouent un rôle important dans la défense contre les agents pathogènes qui se répliquent de manière intracellulaire.
   • Facteur de nécrose tumorale (TNF) et famille de molécules réceptrices du TNF fortement pro-inflammatoires et impliquées dans la régulation immunitaire.
   • Interleukine-12 (IL-12) qui est une cytokine clé qui protège l'hôte contre les infections virales et microbiennes. Il relie les bras innés et acquis du système immunitaire.
   • L'interleukine-18 (IL-18) dont il a été démontré qu'elle agit comme chimioattractant.

2. Gènes impliqués dans une réponse pro-fibrotique.

   • Transforming growth factor beta (TGFbeta) qui provoque la prolifération des fibroblastes.
   • Procollagène I et II.
   • Le facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF) et la surexpression du récepteur bêta du PDGF ont été liés au développement de maladies fibrotiques ainsi qu'au cancer et à l'athérosclérose.
   • Les métalloprotéinases matricielles jouent un rôle central dans l'angiogenèse et ont un rôle dans la tumorigenèse.
   • Facteur de croissance des fibroblastes.
   • Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) qui est connu pour ses propriétés angiogéniques.
   • Facteur de croissance du tissu conjonctif qui stimule la production de collagène.

De plus, de nouveaux gènes jusqu'alors non identifiés, à expression différentielle seront recherchés et caractérisés.

Références pertinentes pour ce projet (à partir d'une recherche documentaire)

1. Chopra, S. Traitement de l'infection chronique par l'hépatite C : Recommandations. Dans : À jour, Rose, BR(Ed), À jour, Wellesley. MA, 2002.
2. Bonis, PLA, Chopra, S. Administration d'interféron alfa-2b combiné et de ribavirine dans le traitement de l'infection par l'hépatite C. Dans : À jour, Rose, BR(Ed), À jour, Wellesley. MA, 2002.
3. Honda, M, Kaneko, S, Kawai, H, et al. Expression génique différentielle entre les lésions hépatiques chroniques de l'hépatite B et C. Gastro-entérologie 2001 ; 120 : 955-66.
4. Shackel, NA, McGuinness, PH, Abbott, CA, et al. Aperçu de la pathobiologie de la cirrhose associée au virus de l'hépatite C : analyse de l'expression génique différentielle intrahépatique. Suis J Pathol 2002; 160 : 641-54.
5. Su, AI, Pezacki, JP, Wodicka L, et al. Analyse génomique de la réponse de l'hôte à l'infection par le virus de l'hépatite C. Proc Natl Acad Sci 2002;99:15669-74.
6. Girard, S, Shalhoub, P, Lescure, P, et al. Une réponse cellulaire altérée à l'interféron et une régulation à la hausse de l'interleukine-8 induite par la protéine virale de l'hépatite C NS5A découverte par l'analyse des microréseaux. Virologie 2002; 295 : 272-83.
7. Ji, X, Cheung, R, Cooper, S, et al.L'interféron alfa a régulé l'expression des gènes chez les patients débutant un traitement à l'interféron pour l'hépatite C chronique. Hépatologie 2003;37:610-21.
8. Jenkins, RE, Pennington, SR. puces pour le profilage de l'expression des protéines : vers une alternative viable à l'électrophorèse sur gel bidimensionnelle. Protéomique 2001 ; 1 : 12-29.