Programmes ANR

Plusieurs équipes d’I-Stem se sont associées avec des partenaires industriels – appels d’offres RIB – et académiques françaises pour déposer des demandes de financements auprès de l’Agence Nationale de la Recherche. Un bon nombre de ces demandes ont été couronnées de succès, faisant de l’ANR un financeur institutionnel essentiel, notamment pour le fonctionnement et le recrutement temporaire.

 

ANR Programme Blanc 2011

IPSIOAT

Cellules pluripotentes induites (iPS) et ingénierie ostéo-articulaire

Résumé du programme :

Le traitement des atteintes ostéoarticulaires par ingénierie tissulaire se heurte à certains écueils, au nombre desquels figure l’obtention d’un contingent cellulaire possédant les qualités progénitrices requises. Les cellules actuellement utilisées (chondrocytes, ou cellules souches mésenchymateuses, CSM) ont permis le développement d’approches cliniques préliminaires mais ont également souligné l’utilité de lignées optimisées, colonisant des biomatériaux fonctionnalisés. Les développements technologiques récents sur les cellules souches embryonnaires (CSE) ont permis une meilleure compréhension des mécanismes de la reprogrammation cellulaire, même si cette dernière n’est pas totalement élucidée. Ces avancées ont également permis l’émergence d’une nouvelle lignée, les cellules pluripotentes induites ou iPS, dont les caractéristiques s’apparentent à celles des CSE, sans en présenter les limites éthiques. Ce projet propose d’évaluer les capacités des iPS pour l’ingénierie cellulaire/tissulaire des atteintes ostéo-articulaires, dans un système 3D in vitro puis in vivo (os et cartilage). Actuellement, la production d’iPS est largement tributaire de l’utilisation de virus recombinants défectifs nécessitant une intégration au génome de la cellule hôte, susceptibles de provoquer une dérive potentielle vers un phénotype néoplasique.

Nous proposons dans un premier temps de développer et valider un nouveau protocole de production des iPS, en levant ce verrou technologique par deux angles différents et complémentaires : (1) une sélection du contingent cellulaire à reprogrammer; (2) l’utilisation d’une méthode non-virale de transfert des gènes pour la reprogrammation Il s’agira donc, en se basant sur l’expérience et les compétences acquises par les différents partenaires (ingénierie ostéo-articulaire, transfert de gènes, production d’iPS), de : (1) déterminer les potentialités de reprogrammation en iPS de différentes populations cellulaires (CSM adipeuses ou osseuses, fibroblastes, kératinocytes) à l’aide de constructions virales. L’hypothèse sous-jacente à l’utilisation de CSMs est qu’en raison de leur état de pluripotence, les nombre et quantité de facteurs à transduire seront réduits, ce qui par conséquent limitera les risques oncogènes. (2) d’explorer la possibilité de produire des iPS à partir de la population sélectionnée par une méthode de reprogrammation non virale, L’électroporation (EGT), qui limite les risques d’intégration des transgènes dans le génome (3) d’optimiser la production de cellules cartilagineuses et osseuses à partir de ces iPS en utilisant des modèles de culture en 2D et 3D. (4) d’étudier in vivo le potentiel chondrogène et ostéogène des cellules ainsi produites dans des modèles ectopiques et orthotopiques. (5) d’étudier à long-terme le devenir in vivo et le potentiel de dissémination à d’autres tissus de ces cellules cartilagineuses et osseuses produites à partir de ces IPS. Ainsi, ces travaux nous permettront alors de proposer un protocole de production d’iPS qui s’affranchit (1) de l’utilisation des vecteurs viraux intégratifs et (2) génère des iPS à partir d’un contingent cellulaire moins différencié. La combinaison de ces deux axes réduira considérablement les risques oncogènes potentiels et favorisera l’utilisation d’iPS dans des protocoles de thérapie cellulaire et d’ingénierie tissulaire appliqués aux pathologies ostéoarticulaires, mais également grâce à la mise en place d’un système de banque, leur utilisation pour d’autres applications thérapeutiques nécessitant un contingent cellulaire possédant des potentialités de différenciation multiple (cardiaque, neuronale,…).

Partenaires :

Laboratoire Tutelle
LPPIA
Laboratoire de Physiopathologie, Pharmacologie et Ingénierie Articulaires   (Coordinateur)
UMR 7561    CNRS – Université Henri Poincaré : Nancy I
LVTA
Laboratoire de Vectorologie et Thérapeutiques Anticancéreuses
CNRS   UMR 8203  Université Paris Sud Orsay : Paris XI et Institut Gustave   Roussy
B2OA UMR   CNRS STII 7052  – Université Denis Diderot : Paris VII
CECS/ Istem AFM-INSERM

 

ANR RFCS 2010

HD-SCT

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

Résumé du programme :

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.

Coordinateur : Anselme Perrier (I-Stem)

 

GPiPS

Dérivation de cellules pluripotentes induites (iPS) humaines normales et pathologiques en photorécepteurs : applications thérapeutiques pour les rétinites pigmentaires.

Résumé du programme (en anglais) :

The retina is part of the central nervous system and contains specialized neurons, photoreceptors that convert light signals into electric signals, further transmitted to the brain by different neurons. Any defect involved in these processes of phototransduction and transmission in the retina lead to visual impairment. Currently, retinal diseases are a major cause of inevitable blindness worldwide and inherited retinal degeneration, particularly retinitis pigmentosa (RP) associated with the loss of photoreceptors, is the leading cause of inherited blindness or visual impairment in the young- adult population. While clinical trials based on gene therapy are imminent for few genetically characterized sub-groups of patients, the overall genetic heterogeneity implies that diverse therapeutic approaches need to be developed. An alternative approach would be to transplant replacement cells thereby returning visual function to the retina. In this context, the recent discovery that is possible to directly reprogram somatic cells to an embryonic stem (ES) cell-like pluripotent state, known as induced pluripotent stem (iPS) cells, offer a great potential use in regenerative medicine. Furthermore, the generation of iPS cells from an individual RP patient would enable the large-scale production of the cell types affected by the patient’s disease. Although traditional cell replacement remains a central goal in applied stem cell research, the derivation of patient-specific iPs cells might be equally useful for disease-related research. Indeed, these cells could in turn be used for disease modelling and drug discovery.

The expected impact of this proposal will be to develop pre-clinical studies required for the development of an iPS cell-derived cellular therapy for the treatment of a number of retinal diseases. We will attempt (i) to reprogram keratinocytes of healthy and RP patients into iPS cells, (ii) to develop specific iPS reporter cell lines allowing the efficient generation and isolation of photoreceptor precursors from iPS cells and (iii) to study photoreceptor dystrophy mechanisms using mutated iPS cells from RP patients. We anticipate that the generation of novel iPS cell-based models of disease will allow us to narrow the gap between pre-clinical and clinical observations.

 

AO ANR RIB 2007

TK-Safe

« L’interrupteur de secours » : Assurer la sûreté de produits de thérapie cellulaire grâce à l’ablation sélective du greffon par le gène de suicide TK.

Résumé du programme :

La thérapie cellulaire est une approche thérapeutique actuellement en cours d’évaluation dans un nombre de pathologies sans cesse croissant (maladies neurodégénératives, infarctus, cancer, pathologies musculaires… Cette approche repose sur le remplacement de cellules non fonctionnelles par des cellules exogènes pertinentes. Toutefois, quelque soit le type de thérapie cellulaire envisagée, il existe un risque constant que les cellules injectées exercent sur le patient greffé, des effets secondaires graves pouvant mettre en jeu son pronostic vital. Il n’existe pas à ce jour de procédure permettant l’élimination in vivo de ces cellules en cas d’effet secondaires majeurs. Ce problème de sécurité est à ce jour l’obstacle principal au développement de la thérapie cellulaire et représente potentiellement à ce titre la possibilité d’un accès à un marché considérable pour toute entreprise de biotechnologie engagée dans l’offre d’une solution thérapeutique à ce probleme. Ceci est l’objectif principal de ce programme de recherche. Le système proposé repose sur une ingénierie génétique avant leur injection permettant l’expression d’un gène suicide dans chaque cellule thérapeutique et la possibilité de les éliminer « à volonté » in vivo. LTKfarma, le porteur possède des droits d’exploitation exclusifs en partenariat avec l’Université Paris 6 pour 31 brevets sur l’Europe les Etats unis et le Japon. Son ambition est devenir un leader mondial dans la sécurisation de la thérapie cellulaire

 

Coordinateur : Laurent de Narbonne (LTKfarma)

Partenaires : José Cohen (CNRS), Philippe Hantraye (CEA), Anselme Perrier (I-Stem)

 

Pour en savoir plus :