CQDM/ la Fondation Neuro Canada/ OBI “Focus sur

CQDM/ la Fondation Neuro Canada/ OBI “Focus sur les neurosciences”
Équipe et établissement d’appartenance
Titre
Jean-Paul Soucy (Université McGill), Frederic Lesage (École
Polytechnique de Montréal), Sandra Black (Sunnybrook Research
Institute), Jean-Philippe Sylvestre (Optina Diagnostics), Jean
Daniel Arbour (Université de Montréal), Pedro Rosa-Neto (Centre
de recherche de l'hôpital Douglas), Barry Greenberg (Toronto
Western Research Institute), Chris Hudson (University of
Waterloo) et Daniel L. Farkas (The Brain Window, Inc.)
Diagnostic de la maladie
d'Alzheimer par l'identification
non invasive de plaques Aβ dans
la rétine humaine
Elizabeth Simpson (University of British Columbia), Adriana Di
Polo (Research Centre of the Centre Hospitalier de l'Université de
Montréal)
Thérapie génique oculaire
utilisant des promoteurs humains
miniaturisés pour limiter
l'expression de genes
Rob Hutchison et Reinhard Gabathuler (biOasis Technologies
inc.), Danica Stanimirovic (Conseil national de recherches
Canada), Brigitte Guérin, Roger Lecomte et David Fortin
(Université de Sherbrooke)
La meilleure plateforme
d'administration de médicament
traversant la barrière hémato-
encéphalique
Janusz Pawliszyn (University of Waterloo), Dajana Vuckovic
(Université Concordia) et Clement Hamani (Centre de
toxicomanie et de santé mentale)
Plateforme intégrée de
microextraction en phase solide
aux fins d'études ciblées et non
ciblées du cerveau
Nathan Yoganathan et John Gillard (KalGene Pharmaceuticals
Inc.), Louis Collins, Gassan Massarweh et Jean-Paul Soucy
(Institut neurologique de Montréal, Université McGill), Danica
Stanimirovic et Balu Chakravarthy (Conseil national de
recherches Canada), Pedro Rosa-Neto (Centre de recherche de
l’hôpital Douglas) et Michael Waterston (Centre for Imaging
Technology Commercialization (CIMTEC))
Administration de médicaments à
travers la barrière hémato-
encéphalique pour le traitement
de la maladie d’Alzheimer
Don van Meyel et Keith K. Murai (Institut de recherche du Centre
de santé de l’Université McGill), Adriana Di Polo (Centre de
Recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal) et
Timothy H. Murphy (University of British Columbia)
Cyto-iGluSnFR : une plateforme
de biocapteurs du glutamate
ciblant les maladies du cerveau

L'oeil: une fenêtre sur le cerveau
Jean-Paul Soucy (Université McGill), Frederic Lesage (École Polytechnique de Montréal), Sandra Black
(Sunnybrook Research Institute), Jean-Philippe Sylvestre (Optina Diagnostics), Jean Daniel Arbour
(Université de Montréal), Pedro Rosa-Neto (Centre de recherche de l'hôpital Douglas), Barry Greenberg
(Toronto Western Research Institute), Chris Hudson (University of Waterloo) et Daniel L. Farkas (The
Brain Window, Inc.)
1 977 500 $ / 3 ans
Diagnostic de la maladie d'Alzheimer par l'identification non invasive de plaques Aβ dans la rétine
humaine
Défi : La maladie d'Alzheimer est une maladie actuellement incurable qui frappe des millions de
personnes dans le monde en causant une dégradation irréversible et débilitante des fonctions
neurocognitives. Selon les estimations, la fréquence grandissante de cette maladie imposera un lourd
fardeau aux patients et à leur famille tout en exerçant des contraintes sans précédent sur le système de
santé en l'absence d'un traitement précoce ou d'un remède efficace. Pour l'instant, le diagnostic de la
maladie d'Alzheimer ne se fait que par constatation post mortem de deux marqueurs clés de la maladie,
soit la présence de plaques β-amyloïde (Aß) et de traces de la protéine tau. Être en mesure de
diagnostiquer la maladie d’Alzheimer à un stade précoce transformerait radicalement la conception des
essais cliniques pour mettre à l'épreuve de nouveaux traitements.
Solution : Une équipe de chercheurs chapeautée par le Dr Jean-Paul Soucy de l'Université McGill
travaillera avec Optina Diagnostics sur une percée dans le traitement de la maladie d'Alzheimer.
L'équipe met à l'essai une technologie novatrice capable de déceler le marqueur neural précoce de cette
maladie dévastatrice. C'est-à-dire, Optima Diagnostics met au point un nouvel outil qui transformera la
recherche sur la maladie d'Alzheimer en identifiant les plaques β-amyloïde (Aß), un biomarqueur clé de
la maladie, avant même l'apparition des symptômes. Les plaques dans les neurones du cerveau sont
aussi présentes dans les neurones de la rétine, une membrane sensible à la lumière qui tapisse la face
interne de l'œil et qui constitue une extension du cerveau. Baptisée MHRC (Metabolic Hyperspectral
Retinal Camera), la technologie novatrice d'Optina parvient à déceler ces plaques rétiniennes chez les
personnes asymptomatiques grâce à un examen simple, sûr et non invasif de l'œil. Elle est d'ailleurs
beaucoup plus accessible que la tomographie par émission de positrons utilisée aujourd'hui.
Impact : Un simple examen de l'œil pourrait révolutionner la recherche sur la maladie d'Alzheimer et le
développement de traitements efficaces. Il permettrait d'identifier les personnes qui bénéficieraient
d'un traitement et d’en vérifier l'efficacité. À ce jour, le développement de solutions thérapeutiques
dépend entièrement de la recherche sur des patients aux symptômes très avancés. Grâce à cette
technologie, les chercheurs pourront étudier des patients présymptomatiques susceptibles de
développer la maladie d'Alzheimer. Ceci faciliterait le développement de traitements précoces de la
maladie et offrirait bon espoir de mettre au point un traitement efficace qui, à terme, éradiquerait cette
maladie dévastatrice.

L’ADN au service des maladies oculaires
Elizabeth Simpson (University of British Columbia), Adriana Di Polo (Centre de Recherche du Centre
hospitalier de l'Université de Montréal)
1 496 062 $ / 3 ans
Thérapie génique oculaire utilisant des promoteurs humains miniaturisés pour limiter l'expression de
gènes
Défi : La cécité est une maladie aux besoins non comblés associée à de graves souffrances humaines et à
un lourd fardeau économique. Malgré tout, les maladies de l'œil sont d'excellentes cibles pour les
thérapies géniques. Contrairement à un médicament, la thérapie génique est un traitement de type
biologique, similaire à un vaccin. Certaines entreprises mènent actuellement des essais cliniques sur de
telles thérapies, mais aucune d'elle n'a reçu le feu vert du Canada ou des États-Unis pour l'instant. Parce
que ces thérapies utilisent des gènes, elles doivent faire appel à des promoteurs qui activent et
désactivent les gènes à l'instar d'un commutateur. Selon le raisonnement de l'équipe de chercheurs, la
thérapie génique sera plus sûre et plus efficace si elle dispose de meilleurs promoteurs pour activer et
désactiver des gènes au bon endroit. Or, le plus grand défi réside dans la grosseur et la complexité des
promoteurs de gènes humains normaux alors que les promoteurs de thérapie génique doivent être très
petits, soit des promoteurs miniatures.
Solution : L'équipe est constituée de cinq chercheurs universitaires et d'une petite entreprise
canadienne qui, ensemble, réunissent les compétences nécessaires pour fabriquer des promoteurs
miniatures. Dans le cadre de ce projet, les promoteurs seront tous fabriqués à partir de gènes humains
et modifiés pour devenir des commutateurs à puissance variable et agissant à différents endroits dans
l'œil. L'équipe entend fabriquer une trousse de 30 promoteurs miniatures dont l'utilisation se prête à
différentes maladies oculaires et approches thérapeutiques pour traiter la perte de vision et la cécité.
Impact : Dans le cadre de ces travaux, la trousse de promoteurs miniatures sera mise à l'épreuve et
prête à l'emploi avec un large éventail de gènes thérapeutiques mis au point par des chercheurs
universitaires et industriels. L'équipe estime que de telles thérapies géniques ont de meilleures chances
de réussir les essais cliniques et devenir des médicaments homologués. Ces progrès profiteront à la fois
aux entreprises qui développent les thérapies et aux personnes souffrant de perte de vision ou de cécité
causée par un éventail de maladies rares et courantes de l'oeil.

Comment tromper la barrière hémato-encéphalique
Rob Hutchison et Reinhard Gabathuler (biOasis Technologies inc.), Danica Stanimirovic (Conseil national
de recherches Canada), Brigitte Guérin, Roger Lecomte et David Fortin (Université de Sherbrooke)
2 573 875 / 3 ans
La meilleure plateforme d'administration de médicament traversant la barrière hémato-encéphalique
Défi : La barrière hémato-encéphalique (BHE) est un dense mur de cellules vasculaires dans le cerveau
qui bloque l'accès au cerveau à des molécules nuisibles présentes dans la circulation, notamment les
virus et les toxines. Pour laisser pénétrer des nutriments dans le cerveau, la BHE fait appel à des
transporteurs moléculaires qui transitent les nutriments dans sang à travers ce mur de cellules jusqu’au
cerveau. Or, la barrière qui protège le cerveau constitue également un obstacle à l'administration de
médicaments conçus pour traiter des maladies du cerveau. Des stratégies spéciales ont été mises au
point pour escamoter les médicaments à travers la BHE. L'une d'elles consiste à lier des médicaments à
des molécules qui se lient à des transporteurs naturels; ainsi, le médicament potentiel traverse
clandestinement la barrière en utilisant un transporteur moléculaire naturel, à l'instar d'un cheval de
Troie.
Solution : Dans le cadre de ce projet, la société canadienne biOasis Technologies inc., le Conseil national
de recherches Canada et l'Université de Sherbrooke développeront de très petits anticorps (10 fois plus
petits que des anticorps normaux) qui serviront de cheval de Troie moléculaire pour faire traverser la
BHE à des médicaments. L'équipe fera le criblage de milliers d'anticorps à la recherche de ceux qui
pourront efficacement traverser la barrière hémato-encéphalique et se lier à différentes molécules
thérapeutiques. Ensuite, l'équipe mettra au point des molécules de fusion composées de mini-anticorps
qui traversent la BHE et de molécules thérapeutiques sélectionnées. L'efficacité de ces molécules de
fusion dans le traitement de maladies du cerveau, notamment les tumeurs du cerveau, sera mise à
l'épreuve dans des modèles animaux. Leur pénétration sera observée dans le cerveau au moyen de
nouvelles méthodes d'imagerie non invasives par tomographie par émission de positons (TEP).
Impact : Si leur efficacité est avérée, ces nouveaux transporteurs de BHE seront transférés à des sociétés
pharmaceutiques qui les lieront à davantage de médicaments, anciens et nouveaux, afin de mettre au
point des médicaments plus efficaces pour combattre les maladies du cerveau dévastatrices.

Une sonde révolutionnaire pour l’étude in vivo du cerveau
Janusz Pawliszyn (University of Waterloo), Dajana Vuckovic (Université Concordia) et Clement Hamani
(Centre de toxicomanie et de santé mentale)
995 427 $ / 3 ans
Plateforme intégrée de microextraction en phase solide aux fins d'études ciblées et non ciblées du
cerveau
Défi : Le développement de méthodes qui utilisent un moins grand nombre d'animaux au cours du
processus de découverte de médicament représente l'un des principaux défis avec lequel doit composer
l'industrie pharmaceutique. L'étude approfondie de nouveaux médicaments exige de multiples preuves
exhaustives et, par le fait même, un grand nombre d'échantillons/animaux. Voilà pourquoi il existe un
besoin urgent d'approches alternatives qui permettront de tirer un maximum d'information à l'aide d'un
nombre minimum d'animaux. D'une perspective instrumentale, un spectromètre de masse offre une
analyse de plus en plus sensible et quantitative des molécules biologiques. Or, les échantillons
biologiques recueillis, particulièrement les tissus, exigent une préparation efficiente avant l'analyse avec
le spectromètre de masse, ce qui entraîne un goulot d'étranglement dans le déroulement des travaux.
Solution : Ce projet propose d'intégrer la préparation d’un échantillonnage in vivo peu invasif, non létal
et direct par microextraction en phase solide à la détection par spectromètre de masse afin d'établir un
profil complet du métabolome et du lipidome du cerveau, de quantifier les médicaments et de surveiller
leur métabolisme, ainsi que d'extraire sélectivement des composés cibles (médicaments ou métabolites
endogènes cibles), tout en produisant une image chimique à très haute résolution des structures
profondes du cerveau. Cette plateforme d'analyse intégrée réduira le nombre d'animaux utilisés
pendant le processus de découverte de médicament en éliminant la nécessité de prélever un échantillon
biologique (tissu ou fluide). Ainsi, cela réduirait le coût global des analyses et permettrait d'élaborer un
protocole de découverte de médicament uniforme qui ne fait pas appel à diverses méthodes de
préparation d'échantillon et de vastes cohortes d'animaux afin d'obtenir suffisamment de tissus pour
exécuter les analyses requises dans le cadre du processus de découverte de médicament.
Impact : La plateforme d'analyse intégrée proposée accroît la qualité des analyses in vivo pendant le
processus de découverte de médicament et livre davantage d'information sur les effets de stimulus sur
la fonction du cerveau. Il en résulte une meilleure compréhension des mécanismes qui régissent la
maladie ou son traitement. La nature non létale de l'échantillonnage et l'utilisation conviviale de
l'appareil d'échantillonnage du cerveau réduisent notablement le nombre d'animaux utilisés, éliminant
ainsi la variabilité statistique entre les sujets, tout en permettant d'observer les effets à long terme d'un
médicament sur les mêmes animaux. La microextraction in vivo en phase solide représente une
technologie révolutionnaire pour la recherche en neurosciences, car elle permettra de commercialiser
davantage de médicaments, d'accroître l'efficacité de médicaments existants, de réduire les coûts de la
R-D ainsi que le temps de commercialisation ou les risques liés au développement de nouveaux
médicaments.