Evaluation préclinique d’une thérapie cellulaire de la maladie de Huntington fondée sur l’utilisation de cellules souches pluripotentes – HD-SCT

Nous avons d'abord dérivé ou importé, contrôlé puis mise en banque une lignée de PSC de macaque et une lignée de cellules souches embryonnaires humaines de grade clinique nécessaires à la conduite du programme HD-SCT. Nous avons développé un protocole expérimental permettant la production de cellules striatales humaines pertinentes pour la thérapie cellulaire de HD en étudiant en particulier les rôles des signaux Wnt et Hedgehog dans la spécification et la sous-régionalisation du télencéphale. Nous avons ensuite adapté ce protocole afin 1) de permettre son utilisation sur des PSC de macaque dans le but de fabriquer un greffon allogénique transplantable chez le macaque modèle de HD et 2) d’améliorer la conformité aux standards de production clinique de ce protocole. Finalement, nous avons généré, et validé un nouveau modèle primate de la HD et testé dans ce modèle l'efficacité thérapeutique d’allogreffons striataux dérivés de PSC de macaque.

HD-SCT a permis de : 1) Traiter la question de la production à partir de hPSC de produits de thérapie cellulaire destinés aux patients HD; 2) Valider un nouveau modèle de HD chez le macaque présentant des déficits cognitifs pertinents; 3) Evaluer la sensibilité des méthodes de suivi des effets fonctionnels des cellules transplantées dans ce modèle; et 4) Identifier des problèmes immunologiques importants que pose la transplantation intracérébrale de cellules allogéniques dans des receveurs non-immunosupprimés.

Les recherches translationnelles sur la thérapie cellulaire de HD menées pour HD-SCT ont permis la mise en place d’un consortium scientifique européen nommé « Repair-HD ». Ce consortium vise à traiter la totalité des questions scientifiques ou médicales faisant obstacle à l’application clinique d’une thérapie cellulaire de HD basée sur l’utilisation de hPSC. Repair-HD est financé par le programme FP7 et combine toutes les expertises nécessaires à une application clinique de cette technologie.

Nicoleau et al Stem Cells. 2013 Sep;31(9):1763-74.
Perrier AL & Peschanski M Cell Stem Cell. 2012 Aug 3;11(2):153-61.
Viegas P et al Prog Brain Res. 2012;200:373-404.
Perrier AL & Anne-Catherine Bachoud-Lévi NEUROL 1381 1–14 (in press)

La maladie de Huntington (MH) est une maladie monogéniques dévastatrice. Il n'existe aucun traitement connu de cette pathologie. Les symptômes (moteurs, cognitifs, psychiatriques) sont associés à une dégénérescence massive des neurones moyens épineux GABA du striatum. Les patients ne survivent que 15-18 ans à l'apparition des premiers symptômes. Un essai clinique récent a montré que la MH serait améliorée par une approche de thérapie cellulaire fondée sur l’utilisation de cellules fœtales humaines. Cependant, cette technique est contrainte par d’importants problèmes logistiques et éthiques qui en limitent considérablement l’application clinique. Des types cellulaires plus adaptés à une utilisation en milieu hospitalier sont donc requis au plus vite. Identifier et valider l’efficacité thérapeutique de telles cellules reste une étape incontournable du redéploiement clinique de la stratégie de thérapie cellulaire. En raison de leur énorme potentiel de différenciation et d’autorenouvellement, les cellules souches pluripotentes humaines pourraient constituer, de parfaits candidats au remplacement des cellules embryonnaires précédemment utilisées. En effet, nous avons démontré récemment que les cellules ES d’homme peuvent être différenciées en progéniteurs, puis en neurones du striatum aussi bien in vitro qu’in vivo chez le rat, dans un modèle de la MH. Ceci suggère un réel potentiel thérapeutique de ces types de cellules.
Le programme de recherche HD-SCT proposé, s’appuiera sur les avancés récentes en biologie des cellules souches, sur les essais pré-cliniques et cliniques utilisant des cellules fœtales réalisés dans des modèles singes de la MH et chez des patients. Les objectifs de HD-SCT sont d’évaluer le potentiel thérapeutique des cellules souches pluripotentes dans un contexte pré-clinique (allogreffe) et de développer les protocoles nécessaires à l'établissement de banques de « grade clinique » de lots progéniteurs de neurones striataux, prêts à l'emploi, standardisés et surs.
L’efficacité thérapeutique des tissues fœtaux greffés aux patients MH a été validée dans des modèles de la MH chez le primate. Cela s’explique par le fait que les neurones humains se développent trop lentement pour être évalués chez le rat. De plus, les tests cognitifs et moteurs chez le singe sont plus pertinents. Enfin une stratégie de thérapie celllulaire « allogreffe » est mieux à même d’imiter la situation clinique (réponse immunitaire de l'hôte en réponse à la greffe). En conséquence, notre premier objectif est d'évaluer le potentiel thérapeutique des cellules striatales provenant de cellules ES et iPSC de singe dans un modèle simien de la MH. Plusieurs techniques de neuro-imagerie et de multiples tests comportementaux seront utilisés afin de mesurer la fonctionnalité du greffon, sa maturation et son intégration anatomique. En parallèle, le deuxième objectif de ce projet sera de modifier les protocoles de différenciation mis au point dans le cadre de la recherche académique afin de les adapter aux normes de qualité « grade clinique », indispensables à une utilisation en milieu clinique. La question du développement des protocoles nécessaires à la constitution de banques de cellules striatales « prêtes-à-greffer » sera également étudiée. Enfin, HD-SCT abordera la génération d’une lignée de cellules souches pluripotentes « prêtes-pour-la-transgénèse » en testant la technologie de recombinaison homologue facilitée par l’utilisation de méganucleases sur les cellules ES.
L’impact attendu du programme HD-SCT est d'accélérer le développement d’une application clinique de cellules souches pluripotentes humaines pour le traitement de la maladie de Huntington. Pour cela, HD-SCT s'appuiera sur un consortium de trois partenaires expérimentés dans le domaine de la biologie des cellules souches, des études précliniques chez le primate, des études cliniques chez des patients MH et de l’ingénierie génomique.