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Vie, santé et bien-être (DS04) 2017
Projet TRIMEP

Mécanosenseurs et métabolisme redox dans la production de plaquettes

Les plaquettes sont indispensables à la vie en combattant l’hémorragie chez les patients traumatisés sévères ou atteints de cancer ou de leucémie chez qui la maladie ou la chimiothérapie empêche la production de plaquettes. Actuellement seule la transfusion de plaquettes issues de dons de sang permet de remonter le taux de plaquettes chez ces patients. La société PlatOD (Plaquettes à la Demande), issue d’un laboratoire INSERM, développe une technologie de rupture afin de produire des plaquettes ex vivo comme alternative à la transfusion de plaquettes de donneur et pour pallier aux problèmes de pénurie et aux besoins croissants de la population. Le procédé de fabrication des plaquettes par PlatOD repose sur le principe de la formation naturelle des plaquettes dans le flux sanguin, en créant un organe de production de plaquettes sur puce microfluidique. Au cours des 4 dernières années, PlatOD, coordinateur du programme ANR PLASMIS, a mis au point avec les physiciens à l’ESPCI (P4 de TRIMEP) une plate-forme microfluidique dédiée à la production de plaquettes et obtenu des plaquettes en quantité et en qualité améliorée en 2 heures à partir de grandes quantités de cellules [mégacaryocytes (MK)]. Cependant, même si cela représente un grand progrès par rapport aux compétiteurs, le rendement de production (5-40 plaquettes recueillies/MK) reste inférieur au rendement physiologique (400-500/MK).
Pour augmenter ce rendement de production et franchir un cap nécessaire à l’application thérapeutique, il est essentiel d’aborder les questions du mécanisme de production en flux. Sept aspects répartis en deux grandes questions sont abordés et appliqués directement dans le but de mesurer leur efficacité sur le rendement de production dans la puce PlatOD. Il s’agit des aspects de l’effet du cisaillement sur les interactions VWF/GPIb comportant 1) l’identification des séquences minimales du VWF pour permettre l’ancrage et l’élongation des MK dans la puce; 2) l’analyse des forces hémodynamiques qui permettent la capture, l’élongation et la fragmentation des MK en plaquettes dans la puce; 3) le développement d’outils et de protocoles d’analyse d’images en caméra rapide et en fluorescence en flux; 4) l’analyse directe en flux de la réorganisation du cytosquelette du MK en élongation. Le second aspect concerne le stress oxydant et la production des espèces réactives de l'oxygène (ROS), des résultats nouveaux ayant été obtenus concernant l’induction de la formation de plaquettes par un déséquilibre de production des ROS. Nous allons donc aussi 5) identifier l’origine intracellulaire des ROS dans les MK matures; 6) étudier l’influence de la modulation limitée des ROS dans l’étape de production des plaquettes et les fonctions des plaquettes produites ex vivo; 7) déterminer le lien entre les ROS et la réorganisation du cytosquelette des MK nécessaires pour la production des plaquettes avec le modèle des souris 2B-VWD. Les résultats ayant produit les effets les plus importants à petite échelle seront pris en compte dans les études faites par PlatOD dans sa puce de production à grande échelle pour réaliser l’intégration des données sur le VWF, les ROS et le cytosquelette, avec comme objectif d’augmenter le rendement d’un nouveau facteur 10 s’approchant ainsi du rendement physiologique.
Les tâches scientifiques se feront dans le consortium regroupant 5 des 8 partenaires de PLASMIS. Dans ce projet de recherche biomédicale à fort potentiel d’innovation, les nouvelles connaissances scientifiques en biologie et en physique obtenues seront directement transférées pour lever des verrous technologiques et surmonter les problèmes de rendement de production. Les échanges bidirectionnels entre les équipes travaillant avec de petites quantités de cellules et celle de la start-up en charge de la production à grande échelle, permettront d’accélérer la recherche par la sélection des approches pertinentes pour en confirmer l’intérêt dans son procédé de fabrication.

Partenaires

PlatOD PLATOD

U1016 Hematopoièse normale et pathologique - INSERM/Institut Cochin

U1176 Hémostase Inflammation Thrombose INSERM

UPDescartes-UMRS1140 Laboratoire Innovations thérapeutiques en hémostase

UTC - BMBI - UMR CNRS 7338 Université de technologie de Compiègne - laboratoire de biomécanique et bioingénierie

Aide de l'ANR 669 848 euros
Début et durée du projet scientifique octobre 2017 - 30 mois

 

Programme ANR : Vie, santé et bien-être (DS04) 2017

Référence projet : ANR-17-CE18-0025

Coordinateur du projet :
Madame Dominique BARUCH (PLATOD)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.