Mobilisation et collecte de cellules souches du sang périphérique chez les patients atteints d'anémie de Fanconi à l'aide de G-CSF et d'AMD3100

L'anémie de Fanconi est un syndrome autosomique récessif rare composé d'une insuffisance médullaire progressive, d'anomalies congénitales et d'une prédisposition à la malignité. Le taux d'hétérozygotes aux États-Unis peut atteindre 1 sur 300. L'âge moyen d'apparition de l'anémie aplasique est d'environ huit ans. Bien que l'amélioration des soins de soutien ait prolongé la survie de ces patients de seulement quelques années à compter du diagnostic d'insuffisance médullaire, l'âge moyen du décès est toujours d'environ 24 ans. La plupart des patients meurent des complications de l'insuffisance médullaire, y compris des saignements ou des infections, ou d'une tumeur maligne ou des complications d'une greffe de cellules souches. Dans une étude récente sur 20 ans des patients du registre de l'anémie de Fanconi, le risque réel de développer une leucémie ou d'autres cancers était d'environ 30 %.

Le diagnostic d'anémie de Fanconi reposait initialement sur la découverte de l'association d'une insuffisance médullaire et d'anomalies congénitales. Ces anomalies comprennent des taches café au lait et/ou une hypopigmentation de la peau, une petite taille, des malformations des membres supérieurs (impliquant souvent le pouce ou le radius), des anomalies rénales et gastro-intestinales, une microcéphalie et un faciès caractéristique avec une large base nasale, des plis épicanthiques, ensemble étroit et petits yeux et micrognathie. L'insuffisance médullaire est caractérisée par une progression lente vers une aplasie médullaire sévère et une pancytopénie, une érythropoïèse de stress avec des caractéristiques fœtales comprenant une macrocytose, une hémoglobine F élevée et une expression de l'antigène i. Les tentatives de culture de progéniteurs de moelle osseuse in vitro de patients atteints d'anémie de Fanconi démontrent une diminution du nombre de colonies myéloïdes et érythroïdes (CFU) compatible avec une insuffisance clinique de la moelle osseuse.

Les cellules d'anémie de Fanconi semblent avoir un défaut de réparation de l'ADN qui entraîne une augmentation des cassures chromosomiques spontanées. Cette caractéristique augmente la sensibilité des cellules d'anémie de Fanconi aux agents de réticulation bifonctionnels de l'ADN tels que la mitomycine C et le diépoxybutane (DEB). Le diagnostic de l'anémie de Fanconi repose désormais sur la détection d'une augmentation des cassures chromosomiques après un traitement in vitro avec DEB. 11 De même, les cellules cultivées de patients atteints d'anémie de Fanconi présentent une sensibilité accrue à la cytotoxicité de la mitomycine C. Plus récemment, il a été démontré que les cellules de patients atteints d'anémie de Fanconi présentaient un allongement/arrêt de la phase G2, une sensibilité accrue à la toxicité par l'oxygène, une induction défectueuse de p53 et une apoptose accrue.

L'anémie de Fanconi peut être classée en au moins treize groupes de complémentation par des hybrides de cellules somatiques. La complémentation est basée sur la correction de la sensibilité chromosomique aux agents de réticulation dans les cellules hybrides. Douze gènes indépendants ont été clonés et caractérisés au sein de ces 13 groupes de complémentation. Une perte de fonction dans l'un de ces gènes, y compris FANC A, B, C, D2, E, F, G, J, L, M, N et FANC D1 (qui est BRCA2) peut provoquer une anémie de Fanconi. Cependant, les groupes de complémentation A, C et G représentent environ 80 à 85 % des patients atteints d'anémie de Fanconi aux États-Unis. Des mutations discrètes dans ces gènes ont été identifiées dans les familles atteintes de la maladie. L'expression du gène d'ADNc complémentaire dans les cellules d'anémie de Fanconi respectives in vitro corrige la rupture chromosomique accrue de DEB et la sensibilité accrue à la mitomycine C. L'expression de produits géniques dans les progéniteurs de la moelle osseuse de patients atteints d'anémie de Fanconi augmente la survie dans les essais in vitro.

Le traitement actuel de l'anémie de Fanconi repose sur un soutien hématologique sous la forme de transfusions de globules rouges et de plaquettes. L'anémie aplasique répondra de manière transitoire à la thérapie androgénique chez 50 % des enfants. Le G-CSF a également été utilisé dans des études publiées par notre propre groupe pour améliorer le nombre de cellules myéloïdes dans la circulation périphérique. La greffe de moelle osseuse a guéri certains patients de leur insuffisance médullaire ; cependant, il semble y avoir plus de toxicité aux régimes de conditionnement et il peut y avoir un nombre accru de tumeurs solides après la greffe par rapport aux patients sans trouble. La survie cinq ans après une greffe d'un frère ou d'une sœur appariés dépasse maintenant 65 % et après une greffe d'un donneur non apparenté 30 %. Des études plus récentes sur la greffe de donneurs non apparentés pour l'anémie de Fanconi à l'hôpital pour enfants de Cincinnati et à l'Université du Minnesota ont rapporté des taux de survie proches de ceux observés dans les greffes de donneurs appariés. Cependant, l'échec de la greffe entraînant la mort reste un obstacle majeur. La disponibilité d'un nombre suffisant de CSH autologues (précédemment purifiées et cryoconservées) pour une réinfusion après un échec de la greffe peut prévenir cette complication.

Enfin, des approches de thérapie génique sont poursuivies, mais à ce jour, il n'y a aucune preuve de guérison avec cette approche chez l'homme, bien qu'une correction ait été rapportée dans des modèles murins. Ces études sont entravées par le fait que les souris knock-out des gènes FA ne développent pas d'anémie aplasique spontanée et ne sont donc pas des phénocopies de la maladie humaine. Ainsi, dans des études sur la souris rapportées précédemment, les approches de thérapie génique nécessitaient une irradiation corporelle totale ablative des souris receveuses pour assurer la greffe des cellules souches corrigées par le gène.

Une limitation évidente du transfert de gènes de cellules souches hématopoïétiques de l'anémie de Fanconi est que la cible nécessaire à la manipulation génétique, la cellule souche hématopoïétique (ou son substitut, la cellule CD34+) est progressivement perdue au cours du développement de l'anémie aplasique. Ainsi au moment de l'aplasie sévère et du plus grand besoin de traitement, les cellules souches cibles pour la modification génétique sont déficientes. La collecte d'un nombre significatif de CSH avant l'apparition de l'anémie aplasique pour une utilisation éventuelle dans un essai de thérapie génique thérapeutique sera explorée dans l'étude décrite ici. Les principales questions restantes sont de savoir si les CSH corrigées des patients atteints d'anémie de Fanconi se grefferont après une réinfusion autologue sans aucun traitement cytoréducteur du receveur et, si elles sont greffées, si les cellules corrigées démontreront un avantage prolifératif par rapport aux cellules souches non corrigées.