Notre histoire

I-Stem se développe dans le cadre de plans stratégiques

Après un premier plan rédigé en 2004 qui posait les cadres d’une phase de 2 ans (2005-2006) pendant laquelle nous avons réalisé les tests de faisabilité préalables à la construction de l’Institut, la seconde phase a été préparée par un plan stratégique élaboré à la fin 2006. Elle a duré trois ans (2007-2009) et a été marquée par la croissance, la structuration et la démonstration du succès de programmes pilotes. La phase III, qui répondait à un plan stratégique élaboré fin 2009 et a duré jusqu’à 2015, a été une étape de stabilisation, ouvrant la voie à la concrétisation des espérances cliniques, à l’élargissement des indications pathologiques et à l’industrialisation des procédés. Nous sommes à présent lancés dans la phase IV, sur la base d’un plan stratégique élaboré pour la période 2016-2020. L’objectif principal de cette période est d’apporter les preuves cliniques des concepts que nous développons depuis l’origine, en médecine régénératrice et en pharmacologie ciblée. 

I-Stem Phase I, 2005-2006 : la période de lancement, formation de l’équipe et ouverture du labo

La première équipe, composée d’une vingtaine de chercheurs, correspondait à la première phase, de « lancement » qui a duré 2 ans. Elle a été financée par quatre partenaires dont 3 associés institutionnellement (Inserm, UEVE, AFM) et le quatrième (Genopole) qui a donné son appui à l’opération. Pendant deux ans – de fait plutôt 18 mois – nous avons regroupé une « équipe commando » pour répondre à trois interrogations essentielles et définir les grands principes sur lesquels fonder l’Institut à construire. Les trois interrogations portaient respectivement sur notre capacité à accéder aux lignées de cellules souches (embryonnaires humaines) nécessaires à notre activité, sur l’applicabilité de technologies automatisées à ces cellules, enfin sur l’acquisition et le développement des compétences scientifiques et techniques. Les grands principes à définir portaient eux sur la structuration de l’Institut, son financement et les modalités de ses partenariats publics et privés. Cette phase de construction d’I-Stem a donné lieu à un travail de sociologie réalisé par un enseignant-chercheur d’Evry, le Dr Philippe Brunet, publié sous le titre : « le procès de travail technoscientifique dans les biotechnologies : le cas de l’Institut des cellules souches ».

Cette validation portait sur les aspects suivants :

  • construire des équipes de recherches de niveau scientifique et reconnue internationalement
  • développer des de programmes de recherche respectant la réglementation française,
  • convaincre les principaux partenaires financiers de l’intérêt et de la pertinence de l’investissement dans l’exploitation du potentiel thérapeutique des cellules souches.

I-Stem Phase II, 2007-2009 : croissance et démonstration de succès pilotes

Au cours de l’année 2006, les évaluations positives de l’Inserm et de l’AFM ont permis la création des deux entités administratives présentes jusqu’à ce jour à I-Stem, l’Unité Inserm 861 (mixte avec l’University d’Evry, UEVE) et le Centre d’Etude des Cellules Souches (CECS). Ces deux structures ont été réévaluées positivement au terme de la phase II, dans un calendrier cohérent avec l’élaboration du troisième plan stratégique de l’Institut.

La phase II a été marquée par une croissance très forte, tant en  ressources biologiques qu’en équipements, en nombre d’équipes et de programmes.

Ressources biologiques

  • En plus des lignées de cellules souches embryonnaires importées, une campagne de dérivation a été réalisée en collaboration avec l’équipe du Pr Stéphane Viville de Strasbourg, qui a permis la mise en banque de 19 lignées provenant d’embryons écartés lors d’un diagnostic pré-implantatoire du fait de la présence d’une anomalie génétique responsable d’une maladie grave. En parallèle, dès 2008, les équipes d’I-Stem ont  saisi l’opportunité des techniques de reprogrammation génique mises au point par Shinya Yamanaka (publication de novembre 2007) pour créer de nombreuses lignées de cellules iPS porteuses d’anomalies génétiques.
  • De nombreux collègues se sont adressés à nous pour avoir accès à des lignées cellulaires iPS porteuses des mutations qu’ils étudiaient. En réponse, nous avons créé « l’atelier iPS » qui permettait en même temps cette production et la formation d’un membre de l’équipe extérieure pendant une période de trois mois à plein temps à I-Stem. Plus d’une vingtaine de laboratoires ont bénéficié de cet atelier au cours de ses 3 ans d’existence.

Equipements

  • Le démarrage de la Phase II a coïncidé avec l’emménagement d’I-Stem dans des locaux propres de 1600 mètres carrés, progressivement étendus à 2300, situés dans l’enceinte du Campus I de Genopole. Les locaux de recherche se composaient essentiellement de zones confinées de niveau II, requis pour le travail sur des cellules humaines, et des laboratoires non confinés pour les expériences biochimiques, en biologie moléculaire et en histologie, et pour l’analyse.
  • La plateforme de criblage à haut débit de composés a été installée en 2007 et mise en œuvre dès le milieu de 2008 pour des campagnes dont le nombre est allé croissant d’année en année. Elle a montré sa pleine puissance à la fin de la deuxième phase d’I-Stem en permettant le criblage – dans le cadre d’une collaboration industrielle avec la société Hoffman LaRoche – de 220.000 composés.
  • Les outils de mesure du criblage à moyen débit ont été installés, en particulier un imageur automatisé et la PCR quantitative en plaques 384 puits.
  • Une zone d’expérimentation animale dédiée aux études de recherche pré-cliniques chez le rongeur a été mise en œuvre. Elle a été fermée depuis, et nos travaux dans le domaine ne s’effectuent plus qu’en collaboration avec des équipes spécialisées.

Les équipes

Alors que la phase I avait été réalisée par une petite équipe « commando » sans structuration interne formalisée, la phase II, marquée par un doublement des effectifs en 2007, puis un autre en 2008, a donné lieu à l’organisation d’équipes de recherche, chacune chargée du développement d’un programme et placée sous la responsabilité d’un chef d’équipe.

  • La majorité des équipes de recherche se sont structurées autour d’une pathologie, ou d’un groupe de pathologies intéressant un même organe ou un même type cellulaire. La description des objectifs et des activités des équipes de R&D est proposée au lecteur dans un dossier spécifique (pour les scientifiques, voir la version anglophone qui est plus étendue).
  • Trois équipes de recherche technologique se sont organisées autour des grandes méthodologies et technologies de l’Institut (production des cellules, criblage à haut et moyen débit, génomique fonctionnelle).
  • En parallèle, deux équipes de direction ont été structurées : la direction scientifique, chargée de la coordination et de l’animation scientifique et technique de l’Institut, ainsi que des partenariats, et la direction administrative, financière et logistique, dédiée à l’ensemble des fonctions supports.

Les programmes

Le renforcement des équipes, l’accès aux ressources biologiques et la mise en œuvre des plateformes a permis de diversifier les approches et les programmes.

  • La phase II a vu, dès 2007, les premières prises de brevet et les premières publications internationales portant sur des programmes technologiques (production cellulaire, identification d’anomalies génomiques) et biologiques (identification de plusieurs protocoles de différenciation)
  • L’arrivée de plusieurs équipes a diversifié les indications pathologiques dans le cadre des deux grands axes de recherche établis dès l’origine, la thérapie cellulaire et la modélisation pathologique ouvrant la voie au criblage de médicaments.
  • De nombreuses collaborations de recherche ont été établies, avec des partenaires académiques et industrielles, pharmas et biotechs.

 I-Stem Phase III, entre 2010 et 2015 : le cap sur les programmes d’application thérapeutique

A partir de 2010, le développement d’I-Stem s’est poursuivi sur la base d’un effectif stabilisé (entre 70 et 80 collaborateurs) atteint en 2009. L’objectif prioritaire mis en avant dans ce plan stratégique était la préparation du passage à l’essai clinique des résultats obtenus en pré-clinique par les équipes d’I-Stem. Il s’agissait donc précisément d’une phase de « recherche translationnelle ».

  • En ce qui concerne la thérapie cellulaire, nous avons utilisé trois grands types de protocoles permettant de produire de façon efficace des cellules de l’épiderme, des neurones du striatum et de l’épithélium pigmentaire rétinien. La recherche translationnelle a cherché à établir les conditions pour que, sans perdre en efficacité, ces cellules puissent être implantées – respectivement chez des patients atteints d’ulcération cutanée liée à la drépanocytose (programme PACE), de maladie de Huntington (programme HD-repair) et de rétinites pigmentaires (programme STREAM) – dans le respect optimal de la sécurité.
  • En ce qui concerne la découverte de médicaments, plusieurs mécanismes moléculaires impliqués dans diverses pathologies ont été révélés par nos études de cellules dérivées de lignées ES ou iPS. Nous recherchons sur ces modèles la normalisation de ces mécanismes pathologiques à l’aide de composés chimiques en utilisant les techniques de criblage de médicaments que nous avons importées du monde industriel. L’identification  de composés efficaces in vitro permet, après vérification chez des modèles animaux pertinents, d’envisager la mise en place d’un essai clinique. C’est ce que nous avons pu réaliser avec succès pour la Metformine, médicament anti-diabétique dont l’effet correcteur avait été observé sur des cellules porteuses d’une mutation responsable de la myotonie dystrophique de type I (résultats expérimentaux publiés en 2015, résultats de l’essai clinique MYOMET publiés en 2018).

Au cours de la période de 5 ans couverte par ce plan stratégique, nous avons pu élaborer quelques grands principes sur lesquels fonder de façon stable notre activité, que nous détaillons ci-dessous.

Modèles cellulaires humains

La découverte de protocoles permettant d’orienter la différenciation des cellules souches pluripotentes humaines vers un destin cellulaire précis a été un objectif prioritaire des équipes d’I-Stem pendant les dix premières années de fonctionnement de l’Institut, parce que l’accès à ces cellules déterminait clairement notre capacité à les utiliser pour nos approches de thérapie cellulaire, de modélisation des pathologies et de pharmacologie des maladies monogéniques. Cette recherche a été fructueuse avec la mise au point de protocoles spécifiques pour de nombreuses populations neuronales spécifiques, des astrocytes, des cellules de la rétine, les muscles lisses de la paroi vasculaire, les cellules souches mésenchymateuses, les cellules musculaires squelettiques, les kératinocytes et les mélanocytes de l’épiderme, les fibroblastes dermiques. Cet aspect de notre activité diminue toutefois progressivement, les protocoles étant à présent pour beaucoup disponibles soit en interne soit par importation de protocoles développés par d’autres équipes.

Nous travaillons depuis l’origine sur les cellules souches embryonnaires (ES) et, depuis leur apparition à la fin 2007, sur les cellules induites à la pluripotence (iPS). Ces deux populations de cellules souches pluripotentes humaines présentent les caractéristiques cardinales qui en fondent l’intérêt, la capacité à proliférer à l’identique (chaque cellule-mère donnant naissance à deux cellules-filles identiques à la première) de façon illimitée, sans jamais entrer en sénescence comme le font toutes les autres cellules de l’organisme, et la capacité, dans d’autres conditions de culture, à se différencier pour donner naissance à n’importe lequel des phénotypes cellulaires de l’organisme. ES et iPS ne sont cependant pas entièrement similaires et les études comparatives montrent que les cellules iPS – OGM cellulaires produits à partir de cellules adultes par transfert de gènes codant pour des protéines agissant directement au niveau de l’ADN – présentent un certain nombre de caractéristiques qui les rendent potentiellement moins fiables pour les études que nous menons, obstacle que nous contournons en multipliant les contrôles, notamment grâce à l’utilisation des techniques d’édition du génome par CRISPR/Cas.

Nous avons besoin d’obtenir des populations cellulaires spécifiques de façon homogène, ou au moins très prédominantes. Le problème n’est pas trivial et la plupart des équipes qui travaillent aujourd’hui sur les cellules souches pluripotentes ne se le posent pas de la même façon que nous parce qu’elles restent sur le terrain de la recherche d’amont. L’homogénéité des populations cellulaires est pour nous une obligation parce qu’elle est indispensable pour réaliser des études comparatives de mécanismes moléculaires subtiles, comme ceux que nous explorons à la recherche des anomalies liées aux maladies génétiques ou des effets potentiellement thérapeutiques des agents pharmacologiques que nous testons. Elle est aussi nécessaire dans les préparations cellulaires destinées à des applications thérapeutiques, qui doivent répondre très précisément aux contraintes de contrôle-qualité réglementaires.

Modèles de maladies génétiques et approches pharmacologiques

La création de modèles cellulaires des maladies monogéniques, analysables in vitro à la demande, est au cœur de l’activité d’I-Stem depuis l’origine. D’abord uniquement appuyée sur les rares lignées de cellules ES issues d’embryons du DPI, cette activité s’appuie également depuis 2008 sur des lignées iPS qui permettent d’accéder à n’importe laquelle des pathologies. Les pathologies explorées ces dernières années par des équipes d’I-Stem sont très diverses, myotonie dystrophique de type 1, myopathie de Duchenne, diverses myopathies des ceintures, amyotrophie spinale infantile, maladie de Huntington, syndrome autistique de Phelan McDermid, syndrome de Lesch Nyhan, épidermolyse bulleuse simplex, neurofibromatose de type 1, progeria, syndrome de Wolfram, des rétinites pigmentaires, adenomatosis polyposis coli…

Le principal fondement de notre activité de modélisation pathologique est la comparaison multi-paramétrique, morphologique, génique, protéique et fonctionnelle, de cellules différenciées exactement de la même façon à partir de lignées issues de patients et de contrôles réputés sains, ou créés par édition du génome grâce aux outils CRISPR (contrôles dits « isogéniques »). Ces comparaisons doivent nous permettre d’identifier des anomalies potentiellement dues à la présence de la mutation, ce que nous vérifions grâce à une batterie d’expériences impliquant notamment des techniques de correction génique et le recours aux autres modèles de la même pathologie.

Ce paradigme a permis aux équipes d’I-Stem de découvrir de nombreux mécanismes pathologiques. Il présente toutefois quelques limitations, biologiques et techniques. En ce qui concerne les ressources biologiques, il faut d’abord souligner que certains protocoles de différenciation nous ont longtemps échappé, l’exemple le plus frustrant ayant été la différenciation en fibres musculaires squelettiques, que nous n’avons maîtrisé qu’à la fin de la période couverte par ce plan stratégique en adaptant les protocoles mis au point par la société australienne Genea Biocells. Nous avons déjà signalé plus haut la fiabilité relative des lignées de cellules iPS liée, notamment, à l’existence d’anomalies épigénétiques associées à la reprogrammation, qui déforment parfois de façon aléatoire certains mécanismes moléculaires que nous ne devons pas confondre avec une atteinte pathologique. Un autre problème qui peut se poser dans certaines pathologies est lié à « l’âge » théorique des cellules, qui représente un stade développemental très précoce, que l’on peut grossièrement caractériser de fœtal. Certaines pathologies monogéniques découlent d’anomalies qui n’apparaissent que plus tard, voire à l’âge adulte. Cela n’interdit pas forcément de rechercher des anomalies très précoces, que les cellules parviendraient un temps à contrôler grâce à des mécanismes compensateurs dont l’identification est intéressante parce qu’elle pointe vers des pistes thérapeutiques potentielles. Dans certains cas, en revanche, nous n’avons pas réussi à caractériser des mécanismes moléculaires précocement associés à la maladie et cela nous a conduits à interrompre des programmes (e.g. sur le syndrome de Leigh ou l’ataxie de Friedreich).

La recherche de composés pharmacologiques capables de modifier positivement l’activité de cellules différenciées à partir de cellules souches pluripotentes dérivées de prélèvements effectués chez des donneurs porteurs de maladies monogéniques est à I-Stem la suite logique de l’exploration des mécanismes pathologiques. Cette orientation a été très structurante pour l’Institut tant scientifiquement que techniquement, puisque toutes les équipes poursuivent au moins un programme de ce type.

Des investissements très lourds ont été réalisés pour les soutenir, donnant accès sur le site à un ensemble d’outils très vaste, incluant l’analyse protéique (Odyssey , MacQuant, Biotek Synergy, Clariostar, Ventana), l’analyse moléculaire (Ion Proton, Qiacube, Tape, QuantStudio), la microscopie (MetaSystem, spinning disk, confocal, incucyte, etc…), l’imagerie cellulaire (Bravo, ImageXpress, Leap, Arrayscan, CX7, Hammamatsu), jusqu’à la plateforme semi-industrielle de criblage à haut débit (Biocel 1800, BenchCell) et celle de bioproduction (CompacT SelecT, Fill-It, Cryomed) qui sont emblématiques de la combinaison par I-Stem de l’innovation scientifique et de l’innovation technologique. Une des principales originalités d’I-Stem depuis sa création est en effet la combinaison de recherches biologiques de pointe sur les cellules souches pluripotentes, et de programmes de recherche et développement technologiques destinés à la création des plateformes les plus performantes élaborées, sélectionnées et mises en œuvre par de véritables équipes de recherche technologiques. Les « ingénieurs plateforme » d’I-Stem sont ainsi en même temps des chercheurs, des formateurs et les gérants des instruments dont ils ont la responsabilité. Ils assument également la veille technologique dans chacun de leurs domaines, afin d’être à même de proposer au Conseil de Direction de l’Institut les aménagements et, parfois, les bouleversements nécessaires. Certains équipements sont entièrement gérés par ces ingénieurs spécialisés. Un effort constant a toutefois été réalisé pour que les équipes aient elles-mêmes accès aux instruments grâce à une formation spéciale qui nécessite souvent un encadrement attentif de la part des ingénieurs plateformes.

Médecine régénératrice

La recherche de méthodes permettant de remplacer des cellules perdues du fait d’une pathologie génétique par d’autres, saines, produites entièrement en laboratoire a été, depuis la naissance d’I-Stem, un axe de travail extrêmement actif. La thérapie cellulaire exige l’identification de protocoles de culture qui aboutissent à la production de populations cellulaires exactement similaires à celles que l’on souhaite remplacer. La qualité de la différenciation est donc un pré-requis absolu. Cet objectif est d’autant plus compliqué à atteindre qu’il doit être conjugué avec un impératif d’homogénéité qui n’est pas, le plus souvent, abordé en tant que tel dans les protocoles mis au point par d’autres équipes. A cela s’ajoute la nécessité d’une production souvent massive de cellules. Certaines techniques de différenciation ne permettent pas cette « amplification » qui est obligatoire pour des approches de thérapie cellulaire, lorsqu’on vise à proposer un traitement susceptible d’être appliqué chez l’ensemble des patients qui en ont besoin, même dans le cas de la plupart des maladies rares. Enfin, et c’est une préoccupation particulièrement aiguë pour des applications de thérapie cellulaire, les protocoles de production doivent être transférables dans des établissements pharmaceutiques que régissent les règles dites de GMP (Good Manufacturing Practice) en grade clinique. Cela impose dans tous les cas une adaptation systématique des protocoles définis dans les conditions de la recherche expérimentale – qui visent d’abord à obtenir des produits efficaces – de façon à les rendre compatibles avec une utilisation chez l’homme – c’est-à-dire parfaitement inoffensifs – sans perte de l’efficacité biologique et clinique.

Les programmes conduits par les équipes d’I-Stem sont arrivés à maturité dans deux cas, celui de la production d’épiderme pour le traitement d’ulcères cutanés liés à la drépanocytose (programme PACE) et d’épithélium pigmentaire rétinien pour le traitement de rétinites pigmentaires (programme STREAM). Un troisième produit, les neurones moyens-épineux du striatum pour le traitement de la maladie de Huntington, est moins avancé dans la progression des études pré-cliniques.

Les programmes en cours sont fondés sur des lignées de cellules souches embryonnaires. Ce choix s’est imposé jusqu’à récemment du fait de la fiabilité reconnue de ces lignées cellulaires par rapport aux cellules iPS. Il existe toutefois un doute sérieux sur le potentiel de ces cellules après transplantation à moyen et long terme, lié à l’absence de toute considération d’un éventuel rejet immunitaire de la greffe. Si un tel rejet devait mettre en péril la survie des cellules greffées à un moment où cela compromettrait leur effet bénéfique, il faudrait alors envisager d’autres stratégies. Nous nous en sommes préoccupés au cours de la période couverte par ce 3ème plan stratégique dans le cadre du réseau international GAiT (global alliance for iPS therapy) qui vise à créer des banques de lignées cellulaires iPS provenant de donneurs que leur patrimoine génétique rend particulièrement utile pour contourner la réponse immunitaire (haplotypes dits « triple homozygote » qui ne présentent que 3 marqueurs cellulaires antigéniques au lieu de 6). I-Stem est associé à l’équipe E-STEAM d’AnneLise Bennaceur-Griscelli qui est en train de construire une telle « haplobanque » à Evry.

 

I-STEM phase IV (2016-2020) : vers les preuves de concept cliniques validant nos approches pharmacologiques et de médecine régénératrice

Le 4ème plan stratégique d’I-Stem a coïncidé avec la migration de l’Institut dans des locaux flambant neufs, offerts par le Genopole dans le cadre du CRCT (Centre de Recherche Clinique et Translationnelle). Nous y occupons en propre 1600 mètres carrés, dont la moitié répartis en 4 zones expérimentales de 200 mètres carrés chacune, respectivement consacrées à la culture des cellules humaines (laboratoires confinés L2), à la biologie « sèche » (biochimie et biologie moléculaire), aux technologies robotiques de production et d’analyse, et aux secteurs support (microscopie, cryopréservation, serveurs, etc…). L’autre moitié du laboratoire est occupée par les secteurs bureaux (80 personnes), le magasin et les espaces de vie et de circulation. L’accès est, de plus, ouvert à une grande salle de conférence de 200 mètres carrés et à plusieurs pièces de réunion.

En ce qui concerne les activités propres des équipes de recherche biologique d’I-Stem dans le développement des produits de thérapie cellulaire, on peut les regrouper en trois catégories : l’achèvement des programmes en cours, l’innovation en vue d’une amélioration des programmes en cours, l’innovation au service de programmes futurs.

1. Tout d’abord, bien sûr, nous allons au bout de nos programmes en cours, c’est-à-dire dans la période couverte par ce 4ème plan stratégique, jusqu’au transfert de technologie complet à la structure industrielle chargée de la production des MTI, et à la mise en œuvre des essais cliniques. En l’absence d’établissements pharmaceutiques possédant de prime abord les compétences requises à la production de cellules dérivées de lignées pluripotentes, nous sommes d’abord passés par une phase exploratoire durant laquelle nous avons testé plusieurs prestataires potentiels. Seul Atlantic BioGMP (ABG), l’établissement de l’EFS à Nantes, a su répondre pleinement aux cahiers des charges de STREAM et PACE. La collaboration étroite avec les équipes de l’EFS-ABG nous a d’ores et déjà permis de déposer une demande d’essai clinique pour le traitement de rétinites pigmentaires, qui a abouti à une autorisation délivrée par l’ANSM le 23 janvier 2019. L’essai clinique lui-même, sponsorisé par CECS/I-Stem et encadré par les équipes du Département transversal de management clinique et réglementaire de l’Institut des Biothérapies, sera réalisé par nos collaborateurs de l’Institut de la Vision et de l’Hôpital des XV-XX (Paris). Le programme de production en conditions GMP est aujourd’hui en cours à l’EFS-ABG pour le programme PACE (épiderme), en vue d’un essai clinique en collaboration avec des équipes de l’AP/HP en 2020.

  1. Les produits de thérapie cellulaire développés peuvent aussi être modifiés pour mieux répondre aux besoins. Nous avons lancé ce programme d’amélioration sur l’épiderme. Parce qu’il n’est composé que de kératinocytes, le feuillet PACE ne reproduit en effet qu’imparfaitement ce tissu, a fortiori l’entièreté de la couverture cutanée. Nos travaux ont abouti ces dernières années à l’identification de protocoles de différenciation pour des populations cellulaires complémentaires, les mélanocytes qui pigmentent la peau et la protègent contre l’effet génotoxique des UV, et les fibroblastes qui sont l’élément primordial du derme et assurent, notamment, l’interface avec les vaisseaux sanguins. Le programme de thérapie cellulaire « peau » à I-Stem va donc se poursuivre en vue de créer un produit  plus complet, dont l’épiderme sera pigmenté et associé à une sous-couche dermique. Cela nous permettra d’engager un programme clinique « PACE 2 » dont les indications pourront être élargies à un spectre de pathologies au-delà des ulcères cutanés drépanocytaires.
  2. Nous cherchons à développer de nouveaux produits cellulaires, dérivés cette fois non plus de cellules ES mais de cellules iPS. L’accent a été mis depuis des années à I-Stem sur les possibilités complémentaires qu’offriraient des produits de thérapie cellulaire dérivés de cellules iPS, parce que la confection de ces lignées peut être réalisée à partir de donneurs sélectionnés. Or la thérapie cellulaire, comme toute greffe d’élément biologique, se heurte à la difficulté créée par le système immunitaire dont l’activité vise à rejeter toute intrusion de matériel biologique possédant une identité immunitaire reconnue comme différente de celle du receveur. Une solution imaginée par des scientifiques britanniques il y a une quinzaine d’années consiste à aller chercher, dans la population générale, des donneurs particuliers qui possèdent ce que l’on appelle un « haplotype triple-homozygote », c’est-à-dire qu’ils n’ont qu’un seul type d’antigène HLA-A (= les 2 A sont identiques), un seul type d’antigène HLA-B et un seul type d’antigène HLA-DR. Ces donneurs devraient ainsi être compatibles pour des hétérozygotes possédant les 3 mêmes marqueurs et 3 autres dont l’identité précise n’a plus de conséquence. Nous avons déterminé et publié (en 2013) que le donneur triple-homozygote possédant l’haplotype le plus courant dans la population caucasienne (A1, B8, DR3 : il est donc A1A1, B8B8, DR3DR3) pouvait à lui seul servir 14,5% de la population (hétérozygotes A1Ax, B8By, DR3DRz) en France et dans tous pays de population caucasienne. Nous collaborons étroitement dans la production de lignées iPS de ce type avec l’équipe d’AnneLise Bennaceur-Griscelli en France, la Global Alliance for iPS Therapies (GAiT) au niveau mondial.
  3. Il existe par ailleurs plusieurs autres voies de contournement du système immunitaire, que l’on regroupe sous les termes de « cellules fantômes » (ou furtives). Les équipes d’I-Stem explorent aujourd’hui ces pistes en collaboration étroite avec Thierry Heidmann et ses équipes qui ont identifié les bases moléculaires de tels contournements observés dans des conditions physiologiques (e.g. la grossesse) et nous ont proposé de les mettre à profit pour la médecine régénératrice.

2. En ce qui concerne nos programmes de modélisation pathologique et de pharmacologie, nous poursuivons ceux entrepris lors du 3ème plan stratégique parmi lesquels, la myotonie de Steinert, la myopathie de Duchenne (avec un programme spécifique nouveau sur l’impact neurologique des dystrophinopathies), l’amyotrophie spinale infantile, plusieurs myopathies des ceintures (programme lancé à la fin du 3ème plan), le syndrome de Wolfram, l’épidermolyse bulleuse simplex, la neurofibromatose de type 1 et la maladie de Huntington. Nous renvoyons les lecteurs qui souhaitent une présentation détaillée de ces projets de recherche aux pages qui les présentent spécifiquement ailleurs sur notre site.

En parallèle, nous ouvrons aujourd’hui au travers du programme MyoPharm des collaborations sur plusieurs maladies neuro-musculaires ultra-rares (dont la prévalence ne dépasse pas quelques centaines en France) autour de programmes portés par d’autres instituts spécialisés (GIPTIS, NeuroMyogene, Généthon, Institut de Myologie, etc…). Il nous paraît en effet techniquement possible aujourd’hui d’étudier de façon systématique les mécanismes pathologiques qui accompagnent les mutations à l’origine de n’importe laquelle des maladies neuro-musculaires et d’utiliser ces données pour identifier des composés pharmacologiques capables de s’y opposer. Les fondements scientifiques et technologiques d’un tel programme peuvent se résumer, schématiquement, en quelques grands termes 1. Des lignées de cellules iPS (induites à la pluripotence) peuvent être dérivées à partir de cellules de n’importe quel patient porteur d’une pathologie neuro-musculaire. 2. Des protocoles de culture cellulaire permettent d’obtenir les motoneurones et les myotubes qui sont les modèles in vitro les plus pertinents pour étudier les pathologies neuro-musculaires. 3. Une technique (CRISPR/Cas) permet de modifier le génome cellulaire de façon à créer ou à corriger une mutation ponctuelle, ce qui rend possible l’établissement des lignées contrôles corrigées pour la mutation causale de la pathologie dont on a besoin pour identifier par comparaison les anomalies moléculaires et cellulaires associées à la mutation. 4. Le séquençage à haut débit (dans ses applications à l’analyse de l’expression génique), permet de comparer le fonctionnement moléculaire des cellules mutées et des contrôles et d’identifier ainsi des anomalies moléculaires. 5. Les plateformes analytiques à haut contenu permettent l’étude multi-paramétrique systématisée des phénotypes cellulaires et fonctionnels découlant de ces anomalies moléculaires. 6. Les outils de criblage à haut débit sont applicables aux populations cellulaires mutées, ouvrant la voie à l’identification de candidats-médicaments auxquels on peut ensuite faire suivre rapidement – du fait de leur repositionnement – l’ensemble du chemin vers les essais cliniques.