Hépatocytes différenciés à partir de cellules souches pluripotentes induites: modèle pour la thérapie cellulaire et génique autologue de l'hémophilie B et modèle préclinique chez le primate

par Eléanor Luce

Projet de thèse en Physiologie, physiopathologie

Sous la direction de Anne Dubart-kupperschmitt et de Anne Weber.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué , en partenariat avec Physiopathogenèse et Traitement des Maladies du Foie (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2013 .


  • Résumé

    Dans de nombreuses maladies métaboliques affectant le foie, le seul traitement curatif est la transplantation orthotopique du foie mais peu de patients y ont accès du fait du manque d'organes disponibles. La transplantation allogénique d'hépatocytes, qui constitue une alternative, a été réalisée en essais de phase I/II sur une vingtaine de patients mais le manque de donneurs et l'impossibilité d'amplifier les hépatocytes in vitro limitent sérieusement cette approche thérapeutique. Il est de ce fait nécessaire de développer des sources alternatives d'hépatocytes. Il a été montré que les cellules souches embryonnaires humaines (hESC) en culture peuvent être différenciées en “hepatocyte-like” (-like du fait de leur maturation incomplète). Les cellules somatiques humaines reprogrammées en cellules souches pluripotentes induites (hiPSC) offrent maintenant cette même possibilité en étant, de plus, spécifiques du patient. Elles permettent donc la modélisation des maladies ainsi que la possibilité de développer des approches de thérapie cellulaire/génique après correction du défaut génétique. L'hémophilie B est une maladie monogénique, liée au chromosome X, due à un déficit en facteur IX (FIX) de la coagulation synthétisé et sécrété par les hépatocytes. Cette maladie se manifeste par des troubles hémorragiques dont le degré de gravité est inversement proportionnel à l'activité plasmatique résiduelle du facteur muté, par rapport à un sujet sain. Un traitement substitutif existe par injection intraveineuse de FIX recombinant ou purifié du plasma de donneurs sains mais il est très contraignant et onéreux. Des essais de thérapie génique par injection intraveineuse de vecteurs dérivés du virus associé aux adénovirus (AAV) et codant le FIX ont donné des résultats prometteurs, mais leur efficacité sur le long terme est encore inconnue et il ne sera pas toujours possible ni efficace de faire des injections itératives de ces vecteurs immunogènes. Il reste donc intéressant et important d'explorer d'autres approches thérapeutiques dont la transplantation d'hépatocytes autologues dérivés, après correction génique, d'IPSC spécifiques du patient. Les objectifs de ce projet sont donc: - d'établir des lignées d'iPSC à partir de patients hémophiles déficients en Facteur IX de la coagulation puis de les différencier en hépatocytes fœtaux, puis enfin en hépatocytes plus matures. - de valider l'approche de thérapie cellulaire/génique en corrigeant le gène muté à l'aide de la technologie des CRISPR/Cas. - de mettre au point un modèle préclinique de thérapie cellulaire chez le macaque à l'aide d'hépatocytes dérivés d'iPSC simiennes autologues.

  • Titre traduit

    Hepatocytes differentiated from induced pluripotent stem cells: model for autologous cell and gene therapy of hemophilia B and preclinical model in primate


  • Résumé

    In many metabolic diseases of the liver, the only curative treatment is orthotopic liver transplantation, but few patients have access to it because of the lack of available organs. The allogeneic transplantation of hepatocytes, which constitutes an alternative, was carried out in phase I / II trials on several patients, but the lack of donors and the impossibility to amplify hepatocytes in vitro severely limit this therapeutic approach. It is therefore necessary to develop alternative sources of hepatocytes. It has been shown that human embryonic stem cells (hESCs) can be differentiated into "hepatocyte –like cells" (-like because of their incomplete maturation). Human somatic cells reprogrammed into induced pluripotent stem cells (hiPSCs) offer the same possibility, and can, in addition, be patient-specific. They therefore allow disease modeling and the ability to develop approaches to cell/gene therapy after correction of the genetic defect. Hemophilia B is a monogenic disease, X-linked, due to a deficiency of the factor IX (FIX) of the coagulation synthesized and secreted by hepatocytes. This disease is characterized by bleeding disorders whose severity is inversely proportional to the residual plasmatic activity of the mutated factor, compared to a healthy subject. Intravenous injection of recombinant or purified FIX from plasma of healthy donors can be used as a substitutive treatment but it is very demanding and expensive. Gene therapy trials using intravenous injection of vectors derived from the virus associated with adenoviruses (AAV), and encoding the FIX have shown promising results, but their efficiency over the long term is still unknown. Furthermore, it is not always possible or efficient to do iterative injections of such immunogenic vectors. It remains interesting and important to explore other therapeutic approaches, including transplantation of autologous hepatocytes derived, after gene correction, of patient-specific iPSCs. The main goals of this project are thus: - To establish iPSC lines from Hemophilia B patients, deficient of the factor IX of the coagulation, to differentiate them into fetal hepatocytes, and then in more mature hepatocytes - To validate the cell/gene therapy approach by correcting the mutated gene, using the CRISPR/Cas technology - To develop a preclinical model of cellular therapy in macaques with hepatocytes derived from autologous simian iPSCs.