Les maladies à prions comptent parmi les plus dévastatrices et les plus rebelles de la médecine. La maladie de Creutzfeldt-Jakob sporadique (sCJD), le trouble à prions humain le plus courant, évolue des premiers symptômes au décès en une médiane de seulement quatre à six mois. Il n’existe aucun traitement. Le problème fondamental n’est pas un manque de candidats médicaments, mais un manque d’outils pour les tester : les prions humains ne pouvaient pas être propagés dans une culture cellulaire en division, obligeant les chercheurs à se fier à des bio-essais lents et coûteux sur des souris, prenant des mois, voire des années, pour produire des résultats.
Cette barrière est désormais tombée. Une équipe du UK Medical Research Council Prion Unit à l’University College London a développé une lignée cellulaire scalable et en division, appelée cellules EKV, qui propage robustement les prions infectieux de la sCJD et les quantifie avec une sensibilité comparable aux tests de référence sur souris. Ces travaux ont été publiés le 30 juin dans PNAS.
« C’est l’outil que nous attendions », a déclaré Akin Nihat, premier auteur de l’étude et chercheur clinicien MRC à l’UCL. « Pour la première fois, nous disposons d’une plateforme renouvelable à haut débit pour comprendre la propagation des prions humains et cribler des médicaments. »
La percée EKV
L’avancée clé est la lignée cellulaire EKV elle-même. Les tentatives précédentes de propagation de prions humains dans des cellules en division avaient échoué car les cellules ne pouvaient pas soutenir la réplication des prions ou perdaient les propriétés caractéristiques de la souche au fil du temps. Les cellules EKV, que l’équipe a dérivées d’une lignée cellulaire de souris humanisée exprimant la protéine prion humaine (PrP), se sont révélées capables de propager indéfiniment les prions de la sCJD tout en maintenant la signature spécifique de la souche, y compris le ratio de glycoformes correct et les propriétés conformationnelles de la PrPSc associée à la maladie.
Les chercheurs ont démontré que les prions produits dans les cellules EKV sont de véritables agents infectieux. Des lysats cellulaires injectés à des souris transgéniques humanisées ont provoqué une maladie neurodégénérative létale cliniquement et neuropathologiquement impossible à distinguer de celle causée par l’inoculation de tissu cérébral humain infecté par la sCJD. La signature spécifique à la souche a été préservée.
« Les cellules répliquent l’infectiosité authentique des prions humains », ont écrit les auteurs. « Ce n’est pas seulement la protéine, c’est l’agent infectieux tout entier. »
Le test du prion humain
S’appuyant sur la plateforme EKV, l’équipe a développé le test du prion humain (HPA), un test quantitatif d’infectiosité basé sur des cellules. Le HPA réduit le délai expérimental d’années à semaines tout en égalant la sensibilité du test de titrage du point final sur souris, l’ancienne référence.
Cette accélération a des implications immédiates pour la découverte de médicaments. Auparavant, cribler un seul composé pour une activité anti-prion nécessitait d’injecter des dizaines de souris et d’attendre jusqu’à un an pour que la maladie se développe, si elle se développait. Le faible débit rendait impraticable le criblage de grandes chimiothèques ou l’optimisation systématique de composés candidats. Le HPA change cette donne : un seul chercheur peut désormais tester des centaines de composés en quelques semaines en utilisant des plaques de culture cellulaire standard.
Pour valider la plateforme pour la découverte de médicaments, l’équipe a montré qu’une infection établie par la sCJD dans les cellules EKV pouvait être guérie en utilisant un anticorps anti-protéine prion (ICSM35, fourni par la spin-out de l’UCL, D-Gen Ltd.). Cela démontre que le système peut distinguer les composés efficaces des inefficaces, une condition préalable pour toute plateforme de criblage.
Un pont vers la thérapie
La portée plus large de ces travaux réside dans leur potentiel à combler le fossé critique entre la biologie fondamentale des prions et le développement thérapeutique. Les maladies à prions humaines sont causées par le mauvais repliement de la protéine prion normale (PrPC) en une forme pathologique (PrPSc) qui recrute et convertit des molécules de PrPC supplémentaires, se propageant comme une réaction en chaîne. Tout traitement efficace doit soit bloquer cette conversion, soit éliminer la PrPSc existante. Sans modèle cellulaire scalable, tester si un composé atteint l’un ou l’autre objectif pour les prions humains était essentiellement impossible.
« Il existe un énorme besoin non satisfait », a déclaré l’auteur correspondant Parmjit S. Jat. « La découverte de médicaments s’est appuyée sur des outils de substitution ou des essais animaux prolongés, produisant des candidats qui échouent dans les essais cliniques. Cette plateforme répond directement à cette problématique. »
L’équipe a mis toutes les lignées cellulaires et tous les protocoles à la disposition de la communauté scientifique. Ces travaux ont été financés par le UK Medical Research Council et le National Institute for Health Research UCLH Biomedical Research Centre.
Plusieurs auteurs seniors, dont John Collinge, directeur de D-Gen Ltd., qui a fourni les anticorps utilisés dans les expériences de validation, ont des intérêts financiers concurrents dans la commercialisation de la technologie, comme indiqué dans l’article. La prochaine étape cruciale consistera à démontrer que le HPA peut identifier des composés non seulement actifs dans les cellules, mais aussi efficaces chez les animaux vivants, et, à terme, chez les patients.
Source : Nihat, A., Arora, P., Schmidt, C. et al. « A scalable, dividing cell model for the robust propagation and quantification of human sporadic Creutzfeldt–Jakob disease prions. » PNAS 123(27), e2600341123 (2026). DOI : 10.1073/pnas.2600341123
Traduit par Lydie