Exosomes des cellules souches pour le traitement des brûlures radiologiques – EXOCET

Des accidents d’irradiation aiguë à forte dose surviennent chaque année, que ce soit en raison d’une perte de sources radioactives ou de surdosage consécutifs aux radiothérapies et procédures de radiologie interventionnelle. Par ailleurs, le risque d’acte terroriste (NRBC) est depuis quelques années également pris en considération. Les travaux menés par les partenaires (IRSN, CTSA) au cours des dernières années ont permis de proposer une nouvelle approche thérapeutique pour la prise en charge des victimes d’irradiation accidentelle. Cette procédure consiste en des injections locales et répétées de cellules stromales mésenchymateuses (CSM) autologues, associée à une exérèse des zones nécrosées et d’une greffe de peau ou d’un lambeau musculo-cutané. Les recherches précliniques chez l’animal ont montré que les CSM, essentiellement par leur activité sécrétoire, contribuent au contrôle de l’inflammation et à favoriser la régénération tissulaire en accélérant les processus d’angiogenèse et de ré-épithélisation. Cependant la mise en œuvre de cette procédure se heurte à certaines limites inhérentes à l’utilisation de cellules souches adultes, telles que la capacité limitée de production à grande échelle de CSM de grade clinique, le risque de non qualification ou de perte de fonctionnalité du greffon.

Le projet EXOCET a pour objectif de proposer un produit de thérapie innovante basé par l’utilisation des vésicules extracellulaires (exosomes) pour le traitement des brûlures radiologiques consécutives à une exposition accidentelle aux rayonnements ionisants.

Ce projet s’appuie sur l’expertise des différents partenaires dans les domaines de la clinique de la brûlure radiologique, et de la thérapie cellulaire. Les exosomes seront purifiés à partir des surnageants de culture de grade clinique conditionnés de cellules souches humaines : CSM de moelle osseuse, et CSM de tissu adipeux. Les vésicules seront isolées par ultrafiltration et chromatographie liquide, et caractérisées à l’aide d’analyseurs de particules. Les conditions de culture des cellules souches seront modulées afin d’optimiser le rendement et la qualité des exosomes produits.

Les exosomes seront validés sur le plan fonctionnel au moyen de tests in vitro et ex vivo mis en place par les partenaires, visant à évaluer leur potentiel pro-angiogénique, immunomodulateur et de ré-épithélisation. L’efficacité thérapeutique des exosomes sera évaluée à l’aide d’un modèle de lésion musculo-cutanée radio-induite du membre inférieur chez la souris, établi au laboratoire. Une analyse macroscopique de la lésion (scoring clinique) sera réalisé à intervalles réguliers après administration de différentes doses d’exosomes afin d’en suivre l’évolution. L’analyse histologique, immunohistochimique et moléculaire de prélèvements de tissus obtenus à différents temps permettra d’établir l’effet des exosomes sur l’angiogenèse, la ré-épithélisation, et la modulation de l’inflammation. Des prélèvements sanguins seront réalisés afin de suivre différents marqueurs circulants de l’angiogenèse et d’identifier de nouveaux biomarqueurs d’efficacité thérapeutique.

Le succès du projet ouvrirait des perspectives de transfert clinique de l’utilisation des exosomes pour le traitement de la brûlure radiologique, moyennant la mise en place de procédure de production de vésicules de grade clinique. A terme, cela pourrait conduire les partenaires à déposer une demande d’extension de l’AMM MTI-PP obtenue par le CTSA pour la production de CSM de moelle osseuse pour le traitement du syndrome cutané d’irradiation. En outre, les propriétés biophysiques des exosomes offre des perspectives de transport et de stockage compatible avec une utilisation sur le terrain ou en situation d’urgence impliquant un grand nombre de victimes.