Modélisation et approches thérapeutiques de maladies génétiques hépatiques à l’aide de cellules iPS spécifiques de patients – Liv-iPS

La transplantation d’hépatocytes est maintenant une alternative à la greffe orthotopique du foie pour le traitement des maladies métaboliques sévères. Cependant la pénurie d’organes transplantables s’aggrave et les hépatocytes ne peuvent être amplifiés in vitro. Il y a donc un réel besoin de trouver des sources alternatives de cellules telles que les cellules souches qui pourraient être amplifiées puis différenciées en hépatocytes in vitro. Les cellules souches humaines pluripotentes induites (iPS) par reprogrammation de cellules somatiques sont une source attractive de cellules souches puisqu’elles sont capables à la fois de proliférer indéfiniment in vitro et de se différencier en un grand nombre de tissus adultes. De plus ces cellules sont faciles d’accès, ne posent pas de problèmes éthiques et peuvent être dérivées de patients.
Deux types d’applications distinctes peuvent être envisagées selon l’origine des cellules iPS.
- Les hépatocytes dérivés d’iPS d’individus normaux peuvent être utilisés pour des banques de cellules en vue d’applications en médecine régénérative. La génération d’hépatocytes à partir d’iPS d’individus adultes sélectionnés faciliterait la constitution de banques de lignées cellulaires de génotypes connus, offrant aux patients une relative compatibilité génétique et impliquant une immunosuppression minimale lors de la transplantation. Ces cellules pourraient aussi être utilisées dans des foies bioartificiels pour le traitement transitoire des insuffisances hépatiques aiguës.
- Les hépatocytes dérivés d’iPS d’individus atteints de maladies monogéniques : la thérapie génique/cellulaire spécifique par patient est la thérapie idéale pour éviter un rejet cellulaire et la nécessité d’une immunosuppression lorsque l’expression à long terme du transgène est requise, ce qui est le cas pour la correction génétique des maladies métaboliques du foie.

Ainsi, outre la différenciation en hépatocytes normaux, nous nous focaliserons sur deux maladies métaboliques pour lesquelles nous développons des approches de thérapie génique/cellulaire ex vivo :
L’hypercholestérolémie familiale de type IIa, due à une mutation dans le récepteur des lipoprotéines de faible densité (LDLR), résulte en l’élévation anormale du taux de cholestérol conjugué aux LDL (LDLc). En effet, seuls les hépatocytes peuvent endocyter et dégrader les LDLc, via le LDLR. Les patients hétérozygotes (1/500) sont traités, avec une efficacité variable, par une combinaison de médicaments, dont les statines, et ont des accidents cardiovasculaires dès 40 ans. Les patients FH homozygotes (1/106) ont des problèmes cardiovasculaires sévères dès l’enfance. Seule l’aphérèse est efficace, mais agressive, pour diminuer leur taux de cholestérol mais, en dépit du traitement, ces patients décèdent d’accidents cardiovasculaires dès 50 ans.
L’hémophilie B, due à des mutations du gène codant le facteur IX (FIX) de la coagulation, situé sur le chromosome X, est une maladie hémorragique de prévalence 1/60 000 chez les garçons. La gravité de la maladie est inversement corrélée à l’activité résiduelle du FIX. Une augmentation de 5% de cette activité résiduelle suffit à transformer une hémophilie sévère très invalidante en hémophilie modérée avec une qualité de vie bien meilleure. Un traitement substitutif avec du FIX recombinant ou purifié du plasma est disponible, mais très couteux et contraignant. De plus ce traitement peut entrainer l’apparition d’anticorps anti-FIX neutralisants.

Nos objectifs scientifiques sont d’établir la validité 1) de nos conditions de différenciation des cellules iPS humaines et simiennes en hépatocytes différenciés. 2) de leur utilisation dans notre approche de thérapie génique ex vivo évaluée dans un modèle primate proche de l’homme.
Les objectifs économiques sont de proposer aux partenaires industriels des hépatocytes différenciés dérivés de cellules iPS normales et pathologiques pour le criblage de médicaments.