Retour sur le ISSCR Annual Meeting 2018 à Melbourne

La conférence annuelle de l’ISSCR s’est tenu cet année à Melbourne en Australie. Quelques membres de la FSSCR y étaient présents, voici leurs témoignages!

Laurent David – Laurent est Director of the Nantes iPSC core facility et Trésorier de la FSSCR

Lors de l’ISSCR, F. Lanner a présenté ces résultats dans un talk intitulé “single cell analysis of human preimplantation embryos and pluripotent cells”. F. Lanner s’intéresse au développement humain précoce, lors duquel les cellules pluripotentes sont générées : entre jour 4 et 13 chez l’homme. Ses objectifs sont de comprendre comment les différents états successifs de pluripotence se succèdent dans l’embryon humain et de définir la similarité entre les différents états de cellules souches pluripotentes que l’on cultive in vitro avec leur pendant au sein de l’embryon : les cellules de l’épiblaste.

Un des problèmes pour ce genre d’étude est qu’à jour 7, les blastocystes s’implantent dans l’uterus pour poursuivre leur développement, ce qui a empêché la compréhension des événements post-implantatoires chez l’homme. F. Lanner a utilisé un protocole de culture des embryons in vitro après jour 7, précédemment publié par les laboratoires d’A. Brivanlou et M. Zernicka-Goetz. Ainsi, il a obtenu des embryons humains à jour 10, et réalisé une étude par single-cell RNAseq. En comparant les transcriptomes des cellules de l’epiblaste (pluripotente) à jour 5, 6, 7 et 10 aux transcriptomes des lignées de cellules souches pluripotentes humaines dans les états dits “amorcés” (prêtes à gastruler) et “naif” (état de pluripotence précoce), F Lanner a déterminé que les cellules naives correspondent probablement à un état post-implantatoire, proche de jour 10. Ces travaux relancent la quête de conditions de culture de cellules souches pluripotentes humaines qui résideraient dans un état de pluripotence préimplantatoire.

Mathilde Girard – Mathilde est Innovation and Development Manager in Cell Therapy à YposKesi

– Tendance confirmée du développement et de l’utilisation d’organoïdes et de culture 3D, pour l’instant essentiellement pour des applications de modélisation et drug screening, mais de premières pistes d’utilisation thérapeutique font leur apparition.

– Fort positionnement de BlueRock Therapeutics sur l’utilisation des iPSC « furtives » (technique Universal Cells).

– Les 2 essais cliniques Parkinson (Studer, Pamar) se profilent mais toujours pas démarrés. Seront réalisés à partir d’hESC, production manuelle. Manifestement la production automatisée/industrialisée n’est pas mature, bien que ces 2 acteurs s’y soient déjà impliqués.

– Nouvelle tendance surfant sur la mode actuelle : développement de CAR-T à partir d’iPSC. Pas d’application concrète pour le moment.

– Fantastique présentation de Michele de Luca sur la greffe de peau sur 80% du corps chez un enfant syrien atteint d’épidermolyse bulleuse. Exploit technique, scientifique et humain.

– Présentation des résultats de Pete Coffey sur la greffe de RPE dérivés d’hESC. A noter cependant, pas de nouveaux résultats (autres que ceux publiés), et perspectives incertaines.

Shahragim Tajbakhsh – Shahragim est Director of the Developmental and Stem Cell Biology department à l’Institut Pasteur et Vice-Président de la FSSCR

Le prix de l’innovation ISSCR a été remis à Michele de Luca et Graziella Pellegrini. Chacun a présenté son travail pionnier sur les approches de thérapie génique et cellulaire pour remplacer les tissus épithéliaux chez les patients. Plus précisément, les brûlures oculaires où les cellules souches limbiques permettent l’expansion ex vivo d’une feuille épithéliale et la transplantation pour la récupération de la vision ont maintenant été guéries avec des résultats réussis à long terme sur 15 ans. L’importance de ce travail est la mise en évidence de la stabilité à long terme du tissu transplanté, ce qui n’est pas toujours le cas dans certains cliniciens traitant ce problème. Une clé essentielle du succès est la culture de cellules souches limbiques avec suffisamment de cellules souches “holoclone” pour assurer la stabilité à long terme. En outre, en raison de la plasticité des cellules souches épithéliales, la muqueuse buccale peut également être utilisée comme source de remplacement des cellules souches pour la régénération de la cornée – en particulier dans les cas où les deux yeux ont subi une perte de cellules souches limbiques.

Michele de Luca a parlé du résultat révolutionnaire de l’utilisation de la thérapie génique et cellulaire pour remplacer la peau déficiente en Laminine beta3 de l’épiderme entier chez un jeune garçon atteint d’épidermolyse bulleuse jonctionnelle. Un résultat clé de cette étude était la capacité de faire des études dynamiques clonales dans la peau humaine. L’épiderme est entièrement renouvelé tous les mois, et à ce titre, les chercheurs ont pu suivre la dynamique des cellules souches chez le patient en exploitant les sites d’intégration aléatoires du rétrovirus thérapeutique comme des signatures clonales uniques. La culture de cellules souches de la peau produit des holoclones, des paraclones et des meroclones où les holoclones ont montré des propriétés de cellules souches, mais cela reste à prouver expérimentalement chez l’homme. En utilisant une approche de tour de force et en examinant des centaines de colonies individuelles générées à partir de biopsies plusieurs mois après la transplantation, les chercheurs ont découvert que la plupart des cellules générées en culture étaient perdues, avec une augmentation massive des cellules dérivées d’holoclones. Ce fut la première démonstration de la dynamique des cellules clonales chez l’homme et il fournit le cadre pour de futures études chez d’autres patients. C’est un bel exemple de science fondamentale qui se traduit par des résultats cliniques. Rien que spectaculaire.

Steven Goldman a présenté des résultats remarquables impliquant des transplantations xenogéniques de cellules progénitrices gliales humaines dans un modèle néonatal de souris immunodéficientes. Bien que de nombreux chercheurs aient créé différents modèles chimériques xénogéniques, dans de nombreux cas l’efficacité de la contribution des cellules transplantées est faible. Dans ce contexte, les cellules humaines concurrencent la population gliale de la souris pour finalement dominer la population gliale dans tout le cerveau. Fait frappant, cela a des conséquences mesurables sur la neurophysiologie ainsi que le comportement des souris. À l’avenir, des précurseurs gliales dérivés de cellules iPS humaines dérivées de patients seront utilisés pour étudier la pathologie des cellules gliales humaines afin de comprendre les maladie du cerveau humain.

John de Vos – John est Director of the Cell Processing Facility and of the Cord Blood Bank au CHU de Montpellier et Vice-Président de la FSSCR

De cette édition du congrès de l’ISSCR, on retiendra deux mots clés : clinique et organoïdes.

En clinique, Pete Coffey a présenté les résultats que son groupe a obtenu sur deux patients atteints de DMLA « humide » très agressive et traité par implantation chirurgicale d’un feuillet d’épithélium pigmenté de la rétine obtenu par différenciation spontanée de cellules souches embryonnaires humaines et déposé sur un feuillet de polyester. Les deux patients, qui n’étaient plus capables de lire au moment de l’inclusion, ont recouvré partiellement la vue avec une capacité de lecture de 40 et 80 mots/min. Pete Coffey a insisté sur la difficulté pratique de mise en place de l’essai clinique, avec une autorisation obtenue en 2013 auprès de la UK Medicines and Health Products Regulatory Authority (MHRA), mais les patients inclus seulement en 2015, puis ces résultats publiés en 2018 (da Cruz L et al. Nat Biotechnol 2018;36:328-337). En raison d’un désengagement de l’industriel qui avait financé les deux premiers patients, pour des raisons stratégiques indépendantes de cet essai, l’essai a été arrêté prématurément à 2 patients, au lieu des 10 prévus initialement.

Doug Melton, président de l’ISCCR jusqu’au prochain congrès, a présenté ses recherches sur la différenciation des cellules souches embryonnaires en cellules produisant de l’insuline, en soulignant que les les cellules obtenues étaient capables de sécréter de l’insuline de manière adaptée au niveau de glucose, un préalable indispensable pour envisager des applications cliniques. Il s’est confiant de pouvoir proposer une première solution clinique pour les diabétiques dans les années à venir via un système de cellules allogéniques encapsulées, mais rêve de produire des cellules autologues grâce à la technologie des iPS.

L’ISSCR s’est ouverte également à la thérapie génique, et Katherine High de Spark Therapeutics a fait l’historique de deux thérapies géniques commercialisée ou sur le point d’être commercialisée : l’une pour le traitement de l’amaurose congénitale de Leber, une forme génétique de cécité, et l’autre pour le traitement de l’hémophilie B. Ces deux nouveaux traitements, parmi les premiers traitements de thérapie génique commercialisés, montrent la maturité de ce domaine de la recherche médicale, maturité qui se traduit par la multiplication des applications cliniques.

Bien évidemment, les CART cells ont également tenu le haut de l’affiche, bien que ce qui a été présenté reste encore au stade de la recherche, avec des propositions de CAR NK dérivés d’iPS, ou bien encore de CART de nouvelle génération utilisant des combinaisons de CAR dont la fonction est conditionnée par des règle de logique booléenne (le CART cible une cellule exprimant un antigène « ET » un autre, ou bien « OU », etc.).

En conclusion de cette partie, le congrès de l’ISSCR a montré que la transposition de la recherche aux applications cliniques était en plein expansion dans les domaines des thérapies cellulaires et géniques.

Ce n’est peut-être pas la première fois, mais cette année plus que les autres, les présentations autour des organoïdes ont été très nombreuses. Anne Grapin-Botton (DanStem, University of Copenhagen) a par exemple montré en séance plénière l’intérêt d’organoïdes issus de progéniteurs embryonnaires pancréatiques de souris pour montrer qu’un mélange de populations cellulaires différentes (Notch+ et Notch-) était nécessaire pour initier le développement de l’arbre pancréatique. Fu Jianping (Ann Harbor, Michigan) a utilisé un système de micro fluidique pour produire des embryons synthétiques avec invasion de la matrice par des cellules subissant une EMT. La capture de ces évènements par vidéo en temps réel, et la multiplication en parallèle de ce phénomène dans plusieurs micropuits adjacents, ouvre la porte à une description très précise des premières étapes du développement embryonnaire précoce.

La France était représentée dans les présentations du congrès notamment par Allison Bardin (Curie) (Genetic and epigenetic deregulation of adult stem cells), Jean-Philippe Hugnot (INM,Montpellier) (Molecular characterization of the human and mouse adult spinal cord stem cell niches reveal a conserved dorsal-ventral regionalization and MSX1+ dormant neural stem cells), Jan Zylicz (Curie) (Functional hierarchy of chromatin changes during X-chromosome inactivation in mouse embryonic stem cells), Frédéric Relaix (Faculté de Médecine, Créteil) (Molecular mechanisms regulating muscle stem cells quiescence and early activation), Shahragim Tajbakhsh (Pasteur) (Intrinsic and extrinsic regulation of the muscle stem cell niche), Laurent David (iPSC core facility, Nantes), (Parallel dérivation of isogenic human primes and native induced pluripotent stem cells), et qu’il nous soit pardonné s’il y a des oubliés dans cette liste.