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Préservation de la transmission aux neurones auditifs pour le syndrome de type 3

Des chercheurs de l’Institut Pasteur, de l’Inserm, de Sorbonne universités, et du Collège de France, en étroite collaboration avec des chercheurs de l’université de Bordeaux viennent d’élucider la physiopathologie d’une perte de l’audition liée à l’atteinte de la clarine-1, une molécule essentielle au système auditif. Son absence serait en effet responsable d’une surdité progressive, apparaissant après l’acquisition du langage, qui pourrait être prévenue par une thérapie génique ciblée des cellules sensorielles de l’oreille interne. Cette découverte offre de nouvelles perspectives dans la prise en charge thérapeutique des personnes atteintes de surdité.

 

Le transfert, grâce à un virus, du gène de la clarine-1 a sauvé durablement les défauts synaptiques des cellules ciliées de l’oreille interne et préservé l’audition dans ce modèle murin du syndrome d’Usher III. © Institut Pasteur / Bordeaux Neurocampus

La surdité est le déficit sensoriel le plus fréquent chez l’homme. En France, on estime à 6 millions le nombre des personnes qui sont gênées dans leurs échanges conversationnels par une atteinte auditive, d’origine congénitale ou acquise après la naissance. La prévalence de la surdité va grandissante avec l’âge pour atteindre un tiers de la population au-delà de 60 ans. A ce jour, les implants cochléaires sont le seul traitement disponible pour les patients atteints de surdités ; ces appareils court-circuitent les cellules sensorielles auditives ou cellules ciliées endommagées pour stimuler directement les neurones auditifs qui transmettent alors aux centres auditifs, les signaux acoustiques codés en signaux électriques. Ainsi, une préservation des neurones auditifs conditionne grandement le succès d’une implantation cochléaire, en permettant une transmission optimale des impulsions électriques générées par l’implant vers les centres auditifs.

La clarine-1, une protéine dont le déficit est connu comme responsable du syndrome de Usher de type III

Guidés par les progrès considérables dans la compréhension des mécanismes à l’origine de différentes formes de surdités, les chercheurs travaillent sur le développement de thérapies alternatives ou complémentaires pour prévenir et/ou traiter les atteintes auditives. Une forme de surdité étudiée par les équipes du Dr Aziz El-Amraoui (Institut Pasteur), et du Pr Christine Petit (Institut Pasteur et Collège de France), associés à l’Inserm, à Sorbonne universités et au Collège de France, est le syndrome de Usher de type III (USH3). Les patients souffrant de ce syndrome présentent :

  • une perte d’audition post-linguale (c’est-à-dire apparaissant après l’acquisition du langage) et progressive ;
  • un dysfonctionnement vestibulaire variable ;
  • et une rétinopathie pigmentaire qui peut apparaître à des âges variés.

Seul un gène USH3 a été identifié à ce jour, il code pour une protéine appelée « clarine-1 ». « Chez un modèle de cette atteinte, l’absence de clarine-1 entraine un défaut de transmission synaptique entre les cellules ciliées de l’oreille interne et les neurones auditifs », résume le Dr Aziz El-Amraoui. Les chercheurs se sont donc penchés sur les mécanismes à l’origine de cette surdité tardive et sur les possibilités de traitement de l’atteinte auditive.

Découverte d’un nouveau rôle de la clarine-1

Les chercheurs de l’Institut Pasteur, en étroite collaboration avec le Dr Didier Dulon (université de Bordeaux, Inserm) et avec la participation du Pr. Paul Avan (université d’Auvergne) ont reproduit et caractérisé les mécanismes sous-jacents de la perte auditive de ce syndrome chez les modèles animaux. Des explorations moléculaires, morphologiques et audiométriques, et des analyses électrophysiologiques de l’activité des cellules ciliées auditives ont permis de découvrir un nouveau rôle de la clarine-1, au-delà de son implication dans le fonctionnement de la touffe ciliaire, la structure qui convertit le son en signal électrique. La clarine-1, grâce à son couplage avec des canaux calciques dépendants du voltage, situés à la membrane synaptique des cellules ciliées internes, se révèle aussi essentielle pour organiser la morphologie et l’efficacité fonctionnelle de cette synapse. Cette synapse, la première du système auditif, transfère l’information entre la cellule sensorielle et les neurones qui forment le nerf auditif.

Un espoir pour le traitement des patients sourds

Les chercheurs ont montré qu’une seule injection cochléaire d’une séquence nucléotidique codant la clarine-1 (via un vecteur viral inoffensif, de type AAV), préserve durablement l’audition, en préservant une organisation subcellulaire et moléculaire normale des synapses des cellules ciliées auditives. Comme l’explique le Dr A. El-Amraoui, co-senior auteur de l’étude avec le Dr D. Dulon et le Pr C. Petit (Directeur de l’unité Génétique et Physiologie de l’Audition, Institut Pasteur): « Nos résultats confirment que des approches de thérapie génique pourraient traiter efficacement les pathologies des synapses auditives, et s’appliquer plus généralement pour d’autres surdités en complément de l’implant cochléaire, pour préserver les neurones auditifs et permettre une meilleure transmission des signaux vers le cerveau. ». Les travaux des chercheurs, qui viennent d’être publiés le 9 juillet dans la revue Journal of Clinical Investigation, offrent ainsi de nouvelles perspectives dans la prise en charge thérapeutique des patients sourds.

Les chercheurs vont désormais explorer des pistes de thérapies dites combinatoires (par exemple celle de la thérapie génique en combinaison avec l’implantation cochléaire), notamment pour trouver la meilleure façon de préserver les neurones auditifs et leurs synapses, ce qui profitera non seulement à de nombreuses formes de surdité héréditaire mais aussi aux formes dues à la surexposition sonore et au vieillissement.

« Avec l’aimable autorisation de l’Institut Pasteur »

 

Ces travaux ont reçu le soutien financier de l’ANR, programme Investissement d’Avenir (Ligh4deaf, ANR-15-RHUS-0001), ANR HearInNoise (ANR-17-CE16-0017), LHW-Stiftung, la fondation BNP Paribas, et la Fondation Pour l’Audition.

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