Recherche de médicaments et de cibles thérapeutiques pour les dystrophies rétiniennes rares utilisant des modèles cellulaires issus de patients – RETINIT-iPS

Les dystrophies rétiniennes héréditaires (IRD) causant la perte définitive des photorécepteurs (PRs), telle que la rétinite pigmentaire (RP), entraînent une déficience visuelle permanente. Prévenir et sauver la rétine malade est un défi majeur pour lequel de nouvelles pharmacothérapies fondées sur des modèles cellulaires humains pourraient proposer de nouveaux traitements pour les IRD. Dans ce sens, nous avons l’ambition de générer des modèles cellulaires rétiniens issus de patients portant une mutation sur les gènes RHODOPSIN ou NR2E3. Ces modèles cellulaires issus de cellules iPS, seront le substrat de la recherche pharmacologique. Nous développerons des cultures enrichies en PRs par la différenciation de progéniteurs rétiniens cryopreservés et dérivée d’organoides produits dans notre laboratoire. Une lignée de cellules iPS humaines reportrice possédant un transgène fluorescent spécifique des photorécepteurs guidera la recherche des conditions de culture. Ces cultures seront utilisé pour identifier des molécules cytoprotectrices à potentiels thérapeutiques par criblage à haut débit. De plus, pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques de la maladie et trouver de nouvelles cibles thérapeutiques, un processus original dit à entonnoir couplant les analyses de transcriptomiques des modèles cellulaires aux effets des molécules identifiées, permettra de mettre en lumière les gènes impliqués dans le rétablissement du phénotype sain.

Objectifs N°1 : Développement d’une méthode production en masse de photorécepteurs (PRs) à bâtonnets à partir de RPC humaines dérivées de cellules iPS saines. 1- Validation des RPC à passage 3 (P3) et à P4 par RT-qPCR et analyse transcriptomique (RNAseq). Les RPCs banqués sont capables de ce différencier en cellules neurorétiniennes confirmant le maintien de leur caractère multipotent au moins jusqu’à P4. 2- Une approche automatisée en high content screening (HCS, Arrayscan) couplée à une lignée iPS reportrice fluorescente (Gagliardi et al., 2018) a montrée que les cultures sont enrichies à 80% en précurseurs de photorécepteurs (cellule mCherry positive). De plus, ces premiers résultats montrent que plus de 45% des cellules produites après 5 semaines de culture sont NRL positif, un marqueur de PRs à bâtonnets.
Objectifs N°2 : Développement d’un model pathologique de dégénérescence rétinienne in vitro à partir de cellules iPS de patients avec une rétinopathie pigmentaire et portant une mutation sur le gène RHODOPSIN (P347L, lignée iPS-1125) ou NR2E3 (G56R, lignée iPS-86). 1- Génération d’un contrôle isogénique à partir de cellules iPS mutées sur le gène RHO (iPS-1125-iso) ou sur le gène NR2E3 (iPS-86-iso) en cours. 2- Les RPC produits issus des iPS-1125 (mutées) sont actuellement en cours de différenciation pour observer leur profil dégénératif avec l’utilisation des conditions déjà mise au point dans l’objectif 1.

Tester les futures molécules identifiées sur d'autre model pathologique de IRD

Pas pour le moment.

Chez l'homme, la propriété neuro-régénératrice est pauvre et, malheureusement, la rétine en est un exemple. Par conséquent, les dystrophies rétiniennes héréditaires (IRD) causant la perte définitive des photorécepteurs (PRs), telle que la rétinite pigmentaire (RP), entraîne une déficience visuelle permanente. Prévenir et sauver la rétine malade est un défi majeur pour lequel de nouvelles pharmacothérapies fondées sur des modèles cellulaires humains pourraient proposer de nouveaux traitements pour les IRD. Dans ce sens, nous avons l’ambition de générer des modèles cellulaires rétiniens issue de patients portant une mutation sur les gènes RHODOPSIN ou NR2E3. Mimant la dégénérescence des photorécepteurs, ces modèles cellulaires avancées issus de cellules souches induites à la pluripotence (iPS), seront le substrat de la recherche pharmacologique. Un des importants défis dans ce projet réside en la production en grand nombre des cellules impliquées dans la dégénérescence, à partir de cellules iPS et ce de manière robuste et reproductible. Pour répondre à cet impératif, nous développerons des cultures enrichies en PRs par la différenciation de progéniteurs rétiniens cryopreservés et dérivée d’organoides produits dans notre laboratoire. Pour trouver la meilleure condition de différenciation, nous couplerons l’utilisation d’une lignée de cellules iPS humaines reportrice possédant un transgène fluorescent spécifique des photorécepteurs à des analyses d’images automatisées. Ainsi avec ces modèles cellulaires recréant in vitro le phénotype dégénératif de la RP, le projet RETINIT-iPS à comme but d'identifier, par des tests de criblage à haut débit, des molécules cytoprotectrices et à potentiels thérapeutiques parmi 6499 composés actifs. Enfin, pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques de la maladie et trouver de nouvelle cibles thérapeutiques, un processus original dit à entonnoir couplant les analyses de transcriptomiques des modèles cellulaires aux effets des molécules identifiées, permettra de mettre en lumière les gènes impliqués dans le rétablissement du phénotype sain. Ainsi, les modèles cellulaires rapportés dans le projet RETINIT-iPS représentent une occasion inespérée d’élaborer des outils de recherche puissants pour permettre l’identification des futurs médicaments tout en supportant l’innovation et facilitant la R&D. Avec ces connaissances élargies, nous espérons explorer de nouvelles indications de médicament déjà sur le marché et développer de traitements innovant pour lutter contre les IRD.