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FAITS MARQUANTS 2009 : équipe III thème c (P. Lemarchand)
Nos objectifs sont de : (i) développer l'évaluation clinique et biologique de la thérapie cellulaire, (ii) développer des protocoles expérimentaux dans des modèles animaux combinant thérapie cellulaire et thérapie génique, pour augmenter l'efficacité globale de la thérapie cellulaire, (iii) évaluer les propriétés fonctionnelles des cellules transplantées après injection.
Essai BONAMI : Nous avons mis en place et coordonné la première étude clinique française de thérapie cellulaire cardiaque utilisant les cellules mononucléées de la moelle osseuse en décembre 2004 (PHRC national). Il s'agit d'un essai de phase II randomisé, multicentrique portant sur 100 patients atteints d'infarctus du myocarde. L'objectif principal de cette étude était de mettre en évidence un effet bénéfique de l'injection par voie endocoronaire de cellules médullaires autologues. Les résultats ont été présentés en novembre 2008 au congrès de l'American Heart Association, et le manuscrit correspondant est en préparation. Nous avons ainsi mis en évidence un rôle négatif du tabac sur l'effet de la thérapie cellulaire. Nous avons aussi mis en place une évaluation biologique des patients de Bonami, pour identifier des facteurs biologiques prédictifs de la réponse à la thérapie cellulaire. Cette évaluation, dont nous avons assuré la totalité dans notre laboratoire, comprenait pour chaque prélèvement une évaluation par cytométrie en flux de nombreux paramètres phénotypiques et une évaluation fonctionnelle par tests in vitro de formation de colonies de cellules souches. Les résultats biologiques corroborent les résultats cliniques, en mettant en évidence des différences biologiques chez les patients fumeurs et non-fumeurs (2ème manuscrit en préparation).
En parallèle, nous évaluons dans des modèles de petits et gros animaux les différentes stratégies d'administration des cellules, et les risques de troubles du rythme cardiaque. Nous avons ainsi développé l'exploration électrophysiologique in vivo des rongeurs après thérapie cellulaire cardiaque. Le risque de déclencher des troubles du rythme cardiaque après implantation de cellules est important. Nous avons pu montrer que les myoblastes favorisent le déclenchement de troubles du rythme cardiaque (Fernandes et al, Cardiovascular Research 2006). En surexprimant la connexine 43 in vivo dans un protocole combiné de thérapie cellulaire et de thérapie génique, nous avons également étudié in vivo un mécanisme cellulaire responsable de cette hyperexcitabilité électrique : l'absence de jonctions communicantes entre les cellules transplantées et les cellules hôtes (Fernandes et al, J Cell Mol Med sous presse). Nous avons également mis en place un modèle d'injection par voie endocoronaire de cellules médullaires autologues chez le porc, pour étudier l'efficacité de cette stratégie et mettre au point les meilleures conditions d'administration des cellules. Nous avons pu montrer que l'inflammation locale n'est pas nécessaire pour obtenir le homing myocardique des cellules lors de leur injection endocoronaire (soumis à Cardiovasc Res). Cette information importante ouvre la voie à des protocoles de thérapie cellulaire cardiaque dans des pathologies chroniques telles que l'insuffisance cardiaque ou les cardiomyopathies familiales.
Essai MESAMI : Notre objectif est d'évaluer la thérapie cellulaire cardiaque à base de cellules souches mésenchymateuses (CSM) autologues chez l'insuffisant cardiaque, dans un essai clinique de phase 1 (PHRC régional). Cet essai va bientôt démarrer, après un moratoire de l'Afssaps de 2 ans stoppant tous les essais cliniques avec injection de CSM, en raison de la constatation d'aberrations chromosomiques dans les caryotypes de quelques cultures de CSM.
Etude MESSAGE : Nous avons récemment émis l'hypothèse qu'à côté des remaniements chromosomiques détectés par le caryotype, la multiplication des CSM en culture pourrait induire des remaniements cytogénétiques plus subtils, avec des micro-délétions et/ou micro-duplications non détectées actuellement. Si ces remaniements infra-cytogénétiques portent sur des gènes «sensibles», ils pourraient avoir des conséquences importantes sur la fonctionnalité des CSM une fois injectées chez l'homme, et en particulier augmenter leur risque de transformation maligne.
L'objectif de cette étude est d'identifier, par Comparative Genomic Hybridization array (aCGH) haute résolution dans des CSM préparées en condition de grade clinique, des déséquilibres génomiques induits par la culture et de très petite taille, non accessibles par les approches de cytogénétique classique (présence de micro-délétions et/ou micro-duplications). Ce projet a reçu la promotion du CHU de Nantes (et le financement pour une étude pilote sur 5 patients), l'accord de l'Afssaps et du CPP en octobre 2008. L'étude pilote est en voie d'achèvement et un financement pour inclure 20 patients supplémentaires vient d'être obtenu (PHRC national 2009). Cette étude permettra d'identifier d'éventuelles modifications infracytogénétiques induites par la culture de CSM. Elle permettra de mieux préciser les risques liés à l'administration de ces cellules. Si cette étude montre des modifications génétiques importantes et/ou fréquentes, susceptibles de modifier la stratégie thérapeutique, elle pourrait être étendue à l'ensemble des cellules actuellement cultivées puis injectées chez l'homme.
La thérapie cellulaire apparaît comme une thérapeutique prometteuse, susceptible d'améliorer le pronostic de malades atteints de maladie cardiaque. Le développement de la thérapie cellulaire cardiaque est particulièrement rapide parce que plusieurs sources de cellules progénitrices adultes pourraient être utilisées, comme l'ont montré de multiples études expérimentales: des myoblastes provenant de muscles squelettiques, des cellules souches hématopoiétiques de la moelle osseuse, des cellules souches mésenchymateuses, etc.
Une activité de recherche clinique
Un essai clinique de phase II, multicentrique, randomisé, destiné à évaluer l'intérêt de l'injection intracoronaire de cellules médullaires mononucléées chez des patients atteints d'un infarctus récent et grave (essai BONAMI), a débuté en décembre 2004. Le CHU de Nantes en est le promoteur. Plus de 100 patients ont été inclus, les résultats devraient être connus fin 2008. Cette étude a été récompensée par les Victoires de la Médecine en 2005.
En collaboration avec l'équipe de cardiologie du CHU de Toulouse (Pr Galinier) et les Etablissements Français du Sang (Dr Sensebé à Tours), nous allons débuter prochainement un essai de phase I pour des patients atteints d'insuffisance cardiaque d'origine ischémique et non revascularisables. Ces patients recevront des injections percutanées endocardiques (système NOGA) de cellules souches mésenchymateuses autologues.
Ces deux essais sont coordonnés par le Centre d'Investigation Clinique, qui assure le bon déroulement et le monitorage clinique des essais.
Définir les conditions optimum de la thérapie cellulaire cardiaque
En parallèle avec cet essai clinique, nous avons mis en place en collaboration avec l'Ecole Vétérinaire de Nantes un modèle d'infarctus du myocarde chez le porc, que nous avons utilisé pour valider la méthode d'injection endocoronaire. Nous avons étudié la biodistribution des cellules mononucléées de la moelle osseuse après marquage fluorescent ou radioactif (99m-Technetium) et injectées par voie endocoronaire.
Enfin, nous utilisons un modèle d'infarctus du myocarde chez le rat afin d'évaluer les troubles du rythme associés à l'injection ventriculaire de cellules. Nos résultats montrent que l'injection de myoblastes squelettiques dans le cœur infarci induit des troubles du rythme ventriculaires qui ne sont pas observés lors de l'injection de cellules mononucléées de moelle. Nous cherchons actuellement à identifier les mécanismes cellulaires responsables de cette hyperexcitabilité électrique. Après transfert dans les myoblastes du gène de la connexine43, la protéine majeure des jonctions communicantes dans les cardiomyocytes, nous évaluons in vivo la diminution des troubles du rythme cardiaque par rapport à celle induite par des myoblastes non transfectés.
Des cellules de la moelle osseuse
Lemarchand P, Jaffe HA, Danel C, Cid M, Kleinman HK, Stratford-Perricaudet LD, Perricaudet M, Pavirani A, Lecocq J-P, Crystal RG. Adenovirus-mediated transfer of a recombinant human alpha1-antitrypsin cDNA to human endothelial cells. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89:6482-6486.
Lemarchand P, Jones M, Yamada I, Crystal RG. In vivo gene transfer and expression in normal, uninjured blood vessels using replication deficient recombinant adenovirus vectors. Circulation Research 1993; 72:1132-1140.
Guzman RJ, Lemarchand P, Crystal RG, Epstein SE, Finkel T. Efficient and selective adenoviral-mediated gene transfer into vascular neointima. Circulation 1993; 88:2838-2848.
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Danel C, Erzurum SC, Prayssac P, Eissa NT, Crystal RG, Hervé P, Baudet B, Mazmanian M, Lemarchand P. Gene therapy for oxidant injury related diseases: Adenovirus-mediated transfer of superoxide dismutase and catalase cDNAs protects against hyperoxia but not against ischemia-reperfusion lung injury. Human Gene Therapy 1998; 9:1487-1496.
Lafont A, Durand E, Vilde F, Moreyra C, Drechsel S, Mirshahi SS, Mirshahi M, Guerot C, Lemarchand P. Thrombus generation after adenovirus-mediated gene transfer into atherosclerotic arteries. Human Gene Therapy 1998; 9:2795-2800.
Bertry-Coussot L, Lucas B, Danel C, Halbwachs-Mecarelli L, Bach J-F, Chatenoud L, Lemarchand P. Long term reversal of established autoimmunity upon transient blockade of the LFA-1/ICAM-1 pathway. J. Immunology 2002; 168: 3641-3648.
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Tralhão JG, Schaefer L, Micegova M, Evaristo C, Schönherr E, Kayal S, Veiga-Fernandes H, Danel C, Iozzo RV, Kresse H, Lemarchand P. In vivo selective and distant killing of cancer cells using adenovirus-mediated decorin gene transfer. FASEB J 2003; 17:464-6.
Fernandes S, Amirault J-C, Lande G, Nguyen J-M, Forest V, Bignolais O, Lamirault G, Heudes D, Orsonneau J-L, Heymann M-F, Charpentier F, Lemarchand P. Autologous myoblast transplantation after myocardial infarction increases the inducibility of ventricular arrhythmias. Cardiovascular Research 2006 ;69 :348-358
Mis à jour le 22 septembre 2011 par Anne MYCHAK