Un minuscule promoteur synthétique permet une puissante thérapie génique des photorécepteurs dans la rétine

Les maladies rétiniennes héréditaires (MRH), telles que la rétinite pigmentaire et la dystrophie des cônes et des bâtonnets, provoquent une cécité progressive principalement par dégénérescence des photorécepteurs. La thérapie génique à base de vecteurs AAV a démontré une preuve de concept clinique — notamment avec Luxturna (voretigene neparvovec) — mais les promoteurs à activité large, tels que CAG, induisent l'expression du transgène dans des cellules rétiniennes non ciblées, soulevant des préoccupations de sécurité, notamment l'atrophie rétinienne. Un besoin clinique non satisfait majeur est un élément régulateur compact et hautement sélectif, capable de restreindre l'expression aux photorécepteurs tout en respectant les contraintes strictes de capacité d'encapsidation des AAV.

L'équipe de recherche a procédé à un criblage systématique des promoteurs issus de sept gènes enrichis dans les photorécepteurs (PDE6B, GRK1, RS1, GUCY2F, ABCA4, IRBP, RHO) à l'aide d'un système rapporteur dual-luciférase dans six lignées cellulaires rétiniennes et non rétiniennes. Le promoteur PDE6B a présenté l'activité globale la plus élevée, surpassant le promoteur RS1 utilisé en clinique jusqu'à 32,6 fois dans les cellules 661W ressemblant aux photorécepteurs. Des versions tronquées « minimales » des promoteurs GRK1 et PDE6B (mG et mP) ont paradoxalement dépassé leurs homologues pleine longueur en termes de production transcriptionnelle, suggérant que des éléments répresseurs en amont ont été éliminés lors de la troncature.

La construction finale G5mP intègre trois composants rationnellement sélectionnés : G5, un élément amplificateur multimerisé dérivé de GRK1 ; mP, le promoteur minimal PDE6B de 114 pb ; et une 5′-UTR de 40 pb dérivée de RS1 (RU). Cette combinaison a été retenue à l'issue d'un criblage systématique par paires de combinaisons amplificateur-promoteur et 5′-UTR. Comparée à la cassette RIR RU de 742 pb utilisée dans l'essai NCT02317887 (l'essai clinique XLRS), la cassette G5mP a induit une expression rétinienne globale significativement plus forte et a démontré une préférence accrue pour les photorécepteurs dans des lignées cellulaires rétiniennes, des organoïdes rétiniens humains et des rétines de souris in vivo. De manière notable, elle a surpassé le promoteur ubiquitaire CAG en termes de sélectivité pour les photorécepteurs, et aucune cytotoxicité n'a été détectée dans les modèles murins.

L'empreinte de 315 pb de G5mP représente environ moins de la moitié de la taille de la cassette clinique RIR, ce qui la rend hautement compatible avec les vecteurs AAV simple brin et auto-complémentaires, où chaque paire de bases compte. Son profil d'activité enrichi dans les photorécepteurs pourrait réduire l'expression hors cible dans les cellules gliales de Müller, l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) et les astrocytes — des types cellulaires impliqués dans des effets indésirables associés aux promoteurs à activité large. Les auteurs positionnent G5mP comme une plateforme polyvalente applicable au-delà des AAV, y compris pour les systèmes de délivrance non viraux, à base d'ARNm et d'ADN.

Bien que les résultats soient convaincants dans plusieurs systèmes modèles, l'étude est préclinique et n'a pas inclus de modèles grands animaux ni de suivi à long terme de la sécurité. La base mécanistique de l'amélioration de l'activité des promoteurs minimaux par rapport aux promoteurs pleine longueur, ainsi que la distribution précise par type cellulaire de l'expression induite par G5mP dans toutes les couches rétiniennes, nécessitent des investigations complémentaires avant toute transposition clinique.