Une étude, dont les résultats intitulés «Regulating the expression of therapeutic transgenes by controlled intake of dietary essential amino acids» ont été publiés dans la revue Nature Biotechnology, a permis de mettre au point, chez l'animal, un système de régulation de l'expression d'un gène grâce à un régime alimentaire particulier. Cet outil de contrôle de l'expression d'une protéine thérapeutique et de sa diffusion locale par intermittence en fonction des besoins ouvre la voie à de nouvelles stratégies médicales.

Rappelons tout d'abord que «la thérapie génique consiste en l’apport d’un gène au sein des cellules pour soigner ou prévenir des maladies»: ce gène peut «remplacer un gène défectueux dans le cas d’une maladie génétique» ou servir à «fabriquer et diffuser localement un facteur thérapeutique». Cependant, l'utilisation de cette thérapie est limitée par «l'absence de contrôle de la régulation du transgène (le gène introduit dans l’organisme)».

Plus précisément, les seuls systèmes inductibles chez la souris «nécessitent l’expression de protéines régulatrices exogènes (récepteurs) ainsi que des molécules chimiques inductrices (doxycycline, ecdysone, rapamycine…)» et présentent des «effets secondaires potentiels» qui «empêchent leur utilisation en médecine humaine».

Pour sa part, l'étude ici présentée a développé un système dans lequel la régulation d’un gène est contrôlée par un régime alimentaire où «l'un des acides aminés indispensables (AAI) est absent». Indiquons ici que, du fait que «chez les mammifères, les AAIs ne sont pas synthétisés par l’organisme» et sont apportés par l’alimentation, en cas de manque, l'organisme s'adapte à ce déficit en AAIs en activant «une voie de signalisation spécifique qui entraîne la régulation de la production de certaines protéines impliquées dans l’homéostasie des acides aminés».

Ce sont les propriétés de cette voie de signalisation qui ont été utilisées pour élaborer «un système de régulation constitué d’un promoteur (région ADN permettant la transcription et donc l’expression d’un gène) et d’un inducteur»: l'activation du promoteur est contrôlée «grâce à l’ingestion d’un régime carencé en un AAI».

L'étude a d'abord «testé l’induction d’un gène 'rapporteur' (test) chez la souris». Cette construction a été transférée «à différents tissus : foie, pancréas ou dans une région particulière du cerveau, l’hippocampe». Il a été ainsi «constaté qu’un repas dépourvu d’un AAI induit très rapidement l’expression du transgène».

Ensuite, l'efficacité de TRAIL, «un gène thérapeutique contre des cancers», a été évaluée. Comme l'expression de ce gène, qui «entraîne la mort des cellules tumorales», doit «être très localisée sur le site de la tumeur et très finement régulée car elle est potentiellement toxique pour les cellules humaines normales en cas d’administration forte et prolongée», l'étude a montré la faisabilité «d’une régulation intermittente et contrôlée de l’expression de TRAIL et son effet sur l’inhibition de la prolifération tumorale». Cette expérimentation prouve ainsi que «des traitements par thérapie génique qu’il n’était pas possible d’envisager auparavant» sont désormais possibles.