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Labos high tech pour la médecine régénératrice

CHU Montpellier - vendredi 06 juin 2014. 3564 vu(s)

Technicienne manipulant les tissus dans le local de cryogénie - CHRU de Montpellier

Grâce aux cellules souches, des organes endommagés par la maladie ou l’âge comme la moelle osseuse, les cellules souches sanguines, les cornées, les os et les vaisseaux sont réparés, greffés, régénérés. Demain, les chercheurs utiliseront les caractéristiques des cellules souches pluripotentes induites pour rajeunir des cellules. La médecine régénérative pourra prévenir un infarctus du myocarde ou traiter la dyskinésie ciliaire primitive, une maladie génétique... La manipulation des cellules et des tissus à usage thérapeutique requiert un environnement de haute technologie. Au CHU de Montpellier trois laboratoires se partagent cette activité de référence : l’Unité de Thérapie Cellulaire (UTC), la Banque de Tissus (BdT) et la Banque de Sang Placentaire (BSP). Ces hauts lieux de la recherche viennent d'emménager dans de nouveaux locaux de 800m². Ces unités relèvent du département d’ingénierie tissulaire et cellulaire et disposent d'un local de cryogénie pour le stockage des greffons en vapeur d’azote à ‐150°C et de 9 salles blanches de classe ISO 7.


Gros plan sur les activités du département

L’Unité de Thérapie Cellulaire
Actuellement, la part la plus importante de l’activité de l’Unité de Thérapie Cellulaire est la préparation des greffons de cellules souches sanguines. Les greffons peuvent être issus de la moelle osseuse (prélevée sous anesthésie générale), du sang veineux (prélevé par aphérèse) ou du sang placentaire. Ils peuvent être issus du patient lui‐même (autogreffe) ou d’un donneur (allogreffe) qui sera un parent ou bien un volontaire inscrit sur le fichier des donneurs de moelle osseuse. Ils sont administrés par simple voie veineuse au patient pour générer une nouvelle hématopoïèse.

La Banque de Tissus
Depuis 1988, la Banque de Tissus réceptionne, conserve, transforme, sécurise et délivre les tissus humains qui lui sont confiés pour les usages thérapeutiques et scientifiques conformément à la législation en vigueur. La Banque de tissus du CHRU de Montpellier est la seule structure publique de conservation régionale des tissus humains de la Région Languedoc‐Roussillon.
La Banque de tissus s’appuie sur un réseau de prélèvement régional d’organes et de tissus sur donneur décédé (RE‐PRE‐LAR) sous la responsabilité de l’Agence de la Biomédecine qui comprend les établissements du CHRU de Montpellier, le CHRU de Nîmes et les centres hospitaliers de Béziers, Carcassonne et Perpignan. Elle dispose également de son propre réseau de prélèvement de résidus opératoires dans les établissements de santé de la région Languedoc‐Roussillon.
La Banque de tissus du CHRU de Montpellier est capable de conserver des tissus selon différentes techniques dans toute la gamme des températures (cryopréservation en azote à ‐150°C, congélation électrique à ‐80°C, congélation à ‐20°C, réfrigération, dessiccation, et organoculture à +31°C). Elle distribue des tissus humains à usage thérapeutique aux centres publics et privés au niveau local, régional et national et développe des techniques d’ingénierie tissulaire.

La thérapie tissulaire : La thérapie tissulaire substitutive est utilisée dans des indications engageant le pronostic vital ou engendrant un fort handicap.
La Banque de tissus du CHRU de Montpellier conserve, sécurise et délivre les tissus suivants :
 ‐ La cornée est greffée chez des patients de tous âges pour des pathologies oculaires invalidantes
 ‐ La peau mince cryopréservée est utilisée dans la prise en charge des grands brûlés
‐ Les artères cryopréservées sont utilisées dans les indications vitales de remplacement de prothèse vasculaire infectée ‐ Les valves cardiaques cryopréservées sont utilisées dans les indications vitales de remplacement valvulaire sur prothèse infectée ou sur anomalie valvulaire congénitale
 ‐ Les os massifs congelés (fémur, tibia, humérus…) sont utilisés dans des reconstructions lourdes post traumatiques ou les cancers osseux ‐ Les membranes amniotiques recueillies en résidus opératoires sont utilisées dans les affections graves de la surface oculaire et les reconstructions de paupières
‐ Les têtes fémorales congelées recueillies en résidus opératoires sont utilisées dans les greffes osseuses en chirurgie orthopédique, pédiatrique, en neurochirurgie, en chirurgie maxillo‐faciale et dentaire, telles quelles ou après transformation en formes adaptées, fragments de diverses granulométries, coins d'ostéotomies etc...
‐ Les volets crâniens des patients subissant une crâniotomie de décompression sont conservés à la Banque de tissus en attendant la crânioplastie (autogreffe).

La Banque de Sang Placentaire
Le « sang placentaire » est la partie du sang du nouveau‐né qui reste dans le placenta après l’accouchement. C’est un sang très riche en cellules souches sanguines (« hématopoïétiques »), qui peut être collecté après l’accouchement, avant la destruction du placenta par un prélèvement au niveau du cordon ombilical. C’est pourquoi le sang placentaire est également appelé « sang de cordon ». L’intérêt du sang placentaire est qu’il peut être une alternative à une « greffe de moelle osseuse » classique. En effet, il existe une réelle difficulté à trouver des donneurs compatibles avec les patients atteints de leucémie aigüe ou d’autres hémopathies malignes.
En congelant des sangs placentaires à ‐ 150°C en vapeur d’azote, il est possible de conserver les sangs placentaires sur de très longues périodes (plus de 30 ans) et donc de constituer une banque. Une fois cette banque de sang placentaire constituée, il est possible de sélectionner le sang placentaire le plus compatible avec le patient en attente de greffe.
La Banque de Sang Placentaire du CHRU de Montpellier a été créée en 2010 et fait partie du Réseau Français de Sang Placentaire qui regroupe 11 banques de sang placentaire. Ce réseau est lui‐même en contact avec d’autres réseaux européens, australien et américains : quand un patient montpelliérain nécessite un greffon de cellules souches hématopoïétiques, les cliniciens vérifient s’il existe un sang placentaire compatible dans la banque de sang placentaire de Montpellier, dans le réseau français ou dans les réseaux internationaux. Cette organisation maximise la probabilité de trouver un greffon compatible.
A ce jour, plus de 2 500 unités de sang placentaires ont été stockées dans la banque de Montpellier. Le don de sang placentaire est anonyme et gratuit. Il est recueilli après consentement de la mère.
Comme le placenta est un déchet opératoire qui est habituellement détruit, le recueil du sang placentaire en vue d’une greffe pour sauver un patient atteint d’une maladie incurable est une façonpour les mères de donner deux fois la vie !


Les projets de recherche de Montpellier
L'Institut de Recherche en Médecine régénérative et en Biothérapie (IRMB) dirigé par le Pr Christian Jorgensen comporte des laboratoires hospitaliers et une unité de recherche INSERM (Unité U1040). L’IRMB a pour mission de développer en amont du département des applications médicales de médecine régénérative.


La reprogrammation cellulaire : production de cellules souches pluripotentes induites (iPS)
Un problème central de la médecine régénérative est de trouver une source adaptée de cellules pour réparer l’organe endommagé. Une avancée majeure a été la découverte en 2006 par l’équipe japonaise du Pr Shinya Yamanaka (Prix Nobel 2012) de l’université de Kyoto des cellules souches pluripotentes induites (iPS).
En effet, les iPS sont pluripotentes, c’est à dire identiques aux cellules souches embryonnaires. Elles prolifèrent de manière illimitée tout en étant capable de produire in vitro (en laboratoire) n’importe quel type cellulaire : cellules cardiaques, du foie, neurones, cellules musculaires, îlots de Langerhans, cellules cutanées, etc. ! La relative simplicité de la procédure – la technique est parfaitement reproductible ‐ et les enjeux scientifiques et médicaux extraordinaires expliquent l’explosion de la recherche sur les iPS dans les laboratoires autour de la planète.

La technologie iPS permet :
• d’obtenir des cellules souches pluripotentes à partir des cellules d’un patient, quel que soit son âge ou sa maladie : cela ôte en particulier le problème de l’incompatibilité immunologique entre un donneur et son receveur puisqu’on pourra imaginer traiter un patient avec ses propres iPS
• d’envisager d’obtenir des cellules souches pluripotentes à partir de n’importe quel individu, y compris des patients porteurs d’anomalies génétiques : dans ces cas‐là, la lignée d’iPS sera aussi porteuse de l’anomalie et pourra servir à des études pour comprendre la maladie et faciliter le développement de nouveaux traitements
• de rajeunir les cellules d’un patient. Une fois reprogrammées en iPS, c’est à dire à un stade
embryonnaire, il est possible de les différencier dans le type cellulaire désiré. Il est donc possible aujourd’hui de partir de cellules de la peau (par exemple des fibroblastes cutanés), de les reprogrammer en iPS, et ensuite de différencier ces iPS en cellules cardiaques jeunes pour réparer un infarctus du myocarde. Autrement dit il est en 2014 assez facile de transformer des cellules de la peau en coeur !

Les cellules souches pluripotentes au CHRU de Montpellier
Les travaux de recherche du CHRU de Montpellier sont centrés sur les iPS, notamment la question de transposer ces résultats de la recherche fondamentale vers la pratique clinique, et évaluer la potentialité de ces cellules pour fabriquer du tissu bronchique. La production par reprogrammation de cellules iPS de grade clinique est cependant un enjeu technique difficile. Le Département d’Ingénierie Cellulaire et Tissulaire possède, de manière unique en France, à la fois les compétences scientifiques dans le domaine des iPS et les compétences médicale de la thérapie cellulaire. La production d’iPS de grade clinique est attendue par de nombreux groupes médicaux en
France et servira plusieurs essais clinique dont la vocation sera de transformer les iPS produites en cellules thérapeutiques spécialisées d’un organe : cellules du foie, de la peau, etc.
Le CHRU de Montpellier travaille en particulier à la production d’épithélium bronchique à partir de cellules souches pluripotentes induites
.
Ce projet de recherche a pour objectif d’utiliser la technologie des iPS pour modéliser le développement des bronches dans une pathologie génétique touchant le poumon, la « dyskinésie ciliaire primitive ».
Ce travail bénéficie d’un soutien financier conjoint du CHRU de Montpellier et de Nîmes et est réalisé en collaboration étroite avec l’équipe du Pr. Arnaud Bourdin et la plateforme de reprogrammation
SAFE‐IPS (réseau national d’infrastructures de biologie santé, INGESTEM). Ces cellules iPS sont différenciées in vitro en tissu bronchique.
La dyskinésie ciliaire primitive est la deuxième maladie génétique la plus fréquente après la mucoviscidose. Elle est facilement identifiable au niveau microscopique sur une biopsie de bronche. Après consentement du patient porteur de cette maladie, des cellules cutanées obtenues par une petite biopsie de peau à partir de deux patients (un patient nîmois, un patient montpelliérain) sont reprogrammées en iPS.
Ces iPS sont différenciées en tissu bronchique et la motilité des cils du tissu bronchique est analysée. L’objectif de ce projet est d’utiliser la modélisation du tissu bronchique de patient atteint de dyskinésie ciliaire comme preuve de concept de l’utilisation des iPS dans le domaine de la pneumologie.
Ce projet ouvre la porte à de très nombreuses autres applications potentielles, notamment dans un premier temps des collaborations avec l’industrie du médicament dans le domaine de la pneumologie, et dans un second temps des perspectives de thérapie cellulaire.

Médecine régénérative aujourd’hui
A ce jour, l’un des rares exemples de médecine régénérative qui soit devenue une thérapeutique de routine est la greffe dite de « moelle osseuse ». Lorsque la moelle osseuse ne fonctionne plus, la vie du patient est menacée à brève échéance en raison d’infections graves, d’une anémie profonde et de saignements incontrôlés. Cela peut s’observer dans de rares pathologies où la moelle dégénère (aplasies médullaires, myélodysplasie) ou dans le cas plus fréquent de l’utilisation à très forte dose de produits de chimiothérapie et de radiothérapie dans le traitement de cancers du sang, notamment les leucémies aigües.
Depuis les années 70, il est possible de régénérer la moelle osseuse par l’injection intraveineuse de cellules souches sanguines (les cellules souches du sang ou cellules souches hématopoïétiques). Ces cellules souches, prélevées chez des donneurs volontaires compatibles dans la moelle osseuse ou dans le sang par une procédure particulière appelée aphérèse, migrent après injection dans la moelle osseuse et la régénèrent intégralement. Cette procédure est l’allogreffe de cellules souches sanguines, appelée « greffe de moelle osseuse » dans le langage courant.

Le sang placentaire obtenu à partir du cordon ombilical à la naissance est une autre source de cellules souches sanguines et permet également ce type d’allogreffe. L’allogreffe de cellules souches sanguines est utilisée en routine clinique dans les services spécialisés d’hématologie et correspond à plus de 1 500 greffes par an en France dont 90 à Montpellier. Comme toute greffe, c’est une procédure lourde, qui demande une hospitalisation prolongée et un traitement immunosuppresseur important. Mais pour un certain nombre de pathologies de pronostic sévère ou résistant au traitement classique, c’est la seule option permettant de sauver la vie du patient par une guérison de la maladie.

Au‐delà de la greffe de cellules souches sanguine, la médecine régénérative suscite beaucoup d’espoir pour de nombreuses pathologies dégénératives humaines. Dans les modèles animaux correspondant à ces pathologies, ces nouvelles approches thérapeutiques sont un succès. De nombreuses équipes de chercheurs ont pu soigner des animaux de laboratoire porteurs de maladies mimant les pathologies humaines grâce à des approches de médecine régénérative : maladie de Parkinson, diabète, infarctus du myocarde, myopathies, etc. Les laboratoires de recherche et les laboratoires hospitaliers œuvrent maintenant pour transformer ces promesses en nouvelles thérapeutiques innovantes et le Département d’Ingénierie Cellulaire et Tissulaire participe à ces efforts.

Maladies dégénératives
Le corps humain est une construction sophistiquée de plus de 10 000 milliards de cellules réparties dans nos différents organes qui fonctionnent en parfaite symbiose. Mais en cas de maladie, si les cellules qui assurent la fonction d’un organe viennent à disparaître, le corps dans son entier est menacé. C’est par exemple le cas si les hépatocytes (cellules du foie) disparaissent du fait d’une hépatite virale aigüe ou une cirrhose hépatique : si une majorité des hépatocytes sont détruits, le pronostic vital du patient est engagé.
C’est également le cas après traitement par chimiothérapie intensive qui détruit les cellules responsables de la production du sang (les cellules souches sanguines). Ces pathologies pour lesquelles la disparition des cellules est responsable de la maladie peuvent être regroupées sous le nom générique de « maladies dégénératives ». Celles‐ci sont nombreuses, souvent chroniques, et constituent donc un problème de santé publique majeur puisqu’elles touchent quasiment tous les organes et augment avec le vieillissement de la population.

De fait, les maladies dégénératives touchent des organes tels que le foie (hépatites), le pancréas (diabète sucré), le cœur (infarctus du myocarde), la peau (ulcères chroniques), le cerveau (maladie de Parkinson, maladie d’Alzheimer, etc.), le cartilage (arthrose), la moelle osseuse (aplasies médullaires, myélodysplasies, etc.), etc.

Malgré les progrès considérables de la médecine, les maladies dégénératives restent le plus souvent dans une impasse thérapeutique, sauf pour certaines maladies du sang. Les solutions thérapeutiques sont aujourd’hui essentiellement symptomatiques comme lutter contre les troubles du rythme cardiaque après un infarctus ou des injections d’insuline pour le diabète.
Dans les cas extrêmes les solutions peuvent être radicales mais lourdes comme la transplantation d’organe (par exemple le coeur ou le pancréas) ou les prothèses (pour remplacer le cartilage abimé) mais ces solutions posent des problèmes spécifiques telles que l’insuffisance du nombre d’organes à greffer, les complications des traitements immunosuppresseurs ou la durée de vie limitée des prothèses. La médecine régénérative est une nouvelle piste thérapeutique en pleine expansion et qui pourrait apporter des solutions médicales nouvelles pour nombre de pathologies dégénératives aujourd’hui orphelines d’un traitement curatif.

 

 


Catégorie : CHU Montpellier, High tech, Newsletter 732 - 10/06/2014

Pour plus d’information : CHU Montpellier

  • Julie DURAND,
    Directrice des Affaires Générales, de la Communication et des Relations Internationales.

    Centre administratif André BENECH
    191 avenue du doyen Gaston Giraud
    34295 MONTPELLIER CEDEX 5

  • Tel : 04 67 33 93 43

    Fax : 04 67 33 93 65

    Email : communication@chu-montpellier.fr

    Site : http://www.chu-montpellier.fr

    Standard : 04 67 33 67 33


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Mis à jour le :  21-06-2018