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Annexe 1 : Description du projet CESTI et des attributions de chaque partenaire
Projets du CESTI IHU‐Prometteur financés par les collectivités Titre du projet Plateau technique commun IHU "Genome editing" (nucléases spécifiques de gènes : utilisation et vectorisation) Nom du Responsable Dr Ignacio ANEGON, Inserm UMR 1064, ITUN, CHU de Nantes Résumé du projet Plate‐forme "Genome editing" (nucléases spécifiques de gènes : utilisation et vectorisation) Applications des nucléases : Modèles animaux: KO pour analyse nouveaux gènes (reverse genetics) KO pour nouveaux modèles KI par recombinaison homologue Modèles cellulaires : KO pour analyse nouveaux gènes (reverse genetics) KI pour nouveaux modèles (cancer) Thérapie anti‐virale: KO CMV (cellules), PERVs (porc KO pour xéno) Thérapie génique : correction défauts génétiques (foie, rétine) Biotechnologie: lignées cellulaires produisant des transgènes par KI Le plateau technique fera : Obtention de nucléases spécifiques de gènes, soit par génération interne (TALENs) ou par obtention à travers d’industriels (collaborations pour TALENs, ZFNs, méganucléases) ou commerciales (ZFNs) Conseil et orientation (type de nucléase, source de nucléases, stratégie pour KO et KI) Vectorisation : mRNA, plasmides avec ZFNs ou TALENs en cis ou isolées, nucléases‐
2A‐GFP, clonage dans des vecteurs shuttle (AAV, adénos ou lentis) production des lentis pour nucléases (en particulier non‐intégratifs) Génération de constructions d’ADN réparateurs pour KI analyse des mutations (test PCR/mismatch, PCR pour séquences) Veille technologique Construction de TALENs dans l’avenir ? Composition actuel du plateau : I. Anegon INSERM (10 %) T. Nguyen INSERM (20 %) L. Tesson ingénieur (10 %) R. Thinard AI/ingénieur CDD (50 %) Impacts : -
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Durée du projet 5 ans Industriels intéressés dans leurs applications avec lesquels on a déjà des collaborations (genOway et Cellectis) Développement des interactions avec des industriels producteurs de nucléases avec lesquels on a déjà des collaborations (Sangamo pour ZFNs et TALENS, Cellectis pour méganucléases, Precision Biosciences pour méganucléases) Expérience et visibilité dans leur utilisation pour des rats génétiquement modifiés par la plate‐forme Rats Trasngéniques Utilisation projetée dans le cadre du contrat européen InnovaLiv en thérapie génique/médecine régénérative de maladies dégénératives du foie. Utilisation projetée des projets IHU en cours pour éliminer des virus (CMV et PERVs) impliqués dans la transplantation d’organes Retombés: Visibilité scientifique national et international par des publications Diffusion à d’autres thématiques de recherche (médecine régénérative, cancer) Valorisation avec des industriels SCIENCES DE LA TRANSPLANTATION ET D’IMMUNOTHERAPIE »
Projets du CESTI IHU‐Prometteur financés par les collectivités Titre du projet Nom du Responsable Résumé du projet Durée du projet Nouveau modèle de rongeur doublement humanisé pour le foie et le système immunitaire : modélisation du devenir de la greffe d'hépatocytes allogéniques humains (Projet HuLivlm) Dr Tuan Huy Nguyen, Inserm UMR1064, ITUN, CHU de Nantes Contexte La transplantation d’organes reste l’unique thérapie curative pour remplacer l’organe vital qui n’est plus fonctionnel. Cependant, le système immunitaire du receveur se défend contre ce corps étranger. Les immunosuppresseurs actuels ont des effets secondaires. Il faut mieux comprendre les mécanismes des greffes chez l’Homme pour développer de nouveaux immunosuppresseurs, ou stratégies de tolérance immunitaire au greffon (survie du greffon en l’absence d’immunosuppresseur). La transposition chez l’homme des avancées obtenues dans l'induction de la tolérance immunitaire au greffon chez les rongeurs a été souvent décevante ; ceci en raison de différences immunologiques entre espèces. Objectifs L’objectif de ce travail est de créer un nouveau modèle animal humanisé pour l’étude de l’alloréactivité. Pour modéliser la réponse immune humaine contre un greffon humain, nous proposons de développer un modèle de rat doublement humanisé, possédant un foie humanisé et un système immunitaire humanisé. Dans ce modèle, nous pourrons alors évaluer de nouvelles stratégies d’immunosuppression pharmacologique et d’induction de tolérance au greffon qui sont spécifiques à l’Homme. Résultats attendus Nous aurons un nouveau modèle de rongeur reproduisant mieux le rejet de greffe humain. Dans le sang des rats possédant un foie humanisé, nous détecterons des facteurs sériques humains telle l’albumine. Lorsque nous injecterons des cellules mononuclées immunitaires (PBMC) prélevées de donneurs sains, celles‐ci détruiront les hépatocytes humains contenus dans le foie humanisé. De ce fait, l’albumine humaine sérique ne sera plus détectée. Par contre, nous nous attendons à ce que les animaux ayant reçu nos traitements immunosuppresseurs ou induisant une tolérance immunitaire, continuent à produire l’albumine humaine. Impacts Les animaux humanisés se sont imposés comme les modèles à développer dans le futur pour étudier l’immunologie de la transplantation. Notre originalité est de développer un modèle standardisé de rat avec un foie humanisé. Ce défi est envisageable maintenant grâce à la technologie des cellules souches pluripotentes induites (iPS) qui seront utilisées comme source inépuisable des différentes cellules matures des organes, y compris les hépatocytes. Notre modèle animal se positionnera aussi comme modèle pré‐clinique pour évaluer et sélectionner les molécules ou stratégies d’immunorégulation potentiellement les plus efficaces chez l’Homme. 3 ans SCIENCES DE LA TRANSPLANTATION ET D’IMMUNOTHERAPIE »
Projets du CESTI IHU-Prometteur financés par les collectivités
Titre du projet Mise en évidence d’1 signature prédictive du rejet chronique de greffe pulmonaire Nom du Responsable Pr Antoine MAGNAN, Inserm UMR 1087, Institut du thorax, CHU de Nantes Dr Sophie BROUARD, Inserm UMR 1064, ITUN, CHU de Nantes Résumé du projet Le rejet chronique (RC) représente actuellement la principale cause de décès à distance de la transplantation pulmonaire. Il affecte 30% des patients transplantés pulmonaires à 3 ans de transplantation, sans que les mécanismes mis en jeu soient clairement identifiés. Afin d’étudier cette pathologie, la cohorte multicentrique nationale COLT a été constituée depuis 2009. Elle regroupe actuellement plus de 600 patients transplantés pulmonaires et s’appuie sur une biocollection incluant ARN sanguin et biopsies bronchiques collectés à partir de la transplantation puis tous les 6 mois pendant 5 ans. Notre projet se propose donc d’analyser par puce à ADN et par TLDA, l’ARN et les miRNA sanguin de 200 patients transplantés avec un suivi de 3 ans post‐transplantation. Les résultats seront comparés entre les patients indemnes de RC et ceux ayant développé un RC, afin de mettre en évidence des biomarqueurs précoces du RC. L’étude des transcrits et miRNA sera également réalisée dans le greffon et complétée par une étude mécanistique afin de comprendre le rôle des facteurs identifiés dans le mécanisme de RC. Enfin, l’ensemble des données sera intégré afin de modéliser un réseau de régulation transcriptionnel. Ce projet, par l’identification de biomarqueurs précoces du RC ainsi que par l’identification de nouvelles cibles thérapeutique en transplantation pulmonaire, devrait à terme permettre une meilleure prise en charge des patients transplantés pulmonaires. Durée du projet 4 ans SCIENCES DE LA TRANSPLANTATION ET D’IMMUNOTHERAPIE »
Projets du CESTI IHU-Prometteur financés par les collectivités
Titre du projet Development of a new immunotolerant fetal skin construct for wound healing Nom du Responsable Pr Brigitte DRENO, Unité de Thérapie Cellulaire et Génique UTCG, CHU de Nantes Résumé du projet Le projet a pour but le développement d’un nouveau substitut cutané associant des cellules de peau fœtale au sein d’une matrice de collagène pour le traitement des pertes cutanées. L’ingénierie tissulaire a permis le développement de thérapies innovantes dans le domaine de la réparation cutanée, basées sur l’utilisation de kératinocytes et/ou fibroblastes en culture. Actuellement, le traitement des pertes cutanées par thérapie cellulaire se fait principalement selon deux approches, qui ont cependant chacune leurs limites. La première repose sur le remplacement de la perte cutanée par greffe définitive de cellules autologues proliférantes. Cette solution a l’avantage de ne présenter aucun risque de rejet pour le patient mais elle nécessite de réaliser un prélèvement chez le patient lui‐même et représente un coût de production extrêmement important avec des résultats qui seront aléatoires, dépendants de la capacité des cellules du patient à proliférer in vitro (facteur âge dépendant). La seconde approche consiste à utiliser des cellules allogéniques en greffe temporaire dont la production est bien mieux maîtrisable mais avec un risque de rejet important. Par ailleurs à ce jour personne n’ a réussi a obtenir un feuillet épidermique complet. L’originalité de notre projet réside sur 3 points liés à l’utilisation de cellules foetales : (1) Grâce à leur faible immunogénicité et leurs propriétés immunosuppressives elles peuvent être utilisées dans un contexte allogénique sans engendrer de phénomène de rejet. (2) Les cellules de peau fœtale, par les facteurs qu’elles sécrètent sont capables d’améliorer la qualité et la rapidité de la cicatrisation, problème constant pour les chirurgiens plasticiens. Elles participent notamment au phénomène de régénération (fermeture des plaies sans cicatrice). (3) Enfin, grâce à leur forte capacité de prolifération, à partir d’un simple prélèvement de peau il est possible d’en produire en très grande quantité sous forme de banques de cellules. Celles‐ci permettent alors la mise à disposition du chirurgien d’un pansement biologique en quelques jours. Dans le cadre de ce projet, nous avons développé un protocole spécifique qui nous a permis, à partir d’un prélèvement unique de peau fœtale de 6 cm², de produire deux banques spécifiquement constituées de fibroblastes et de kératinocytes en conditions GMP/BPF, compatibles pour une utilisation en clinique. Chacune de ces deux banques a été caractérisée de façon intensive, d’un point de vue identité, pureté et fonctionnalité. Nous avons ainsi pu vérifier que les fibroblastes et les kératinocytes possèdent une forte action immunosuppressive en inhibant drastiquement la prolifération de lymphocytes activés. Cette propriété, nous permet d’envisager l’utilisation de ces cellules dans un contexte allogénique avec un risque très faible de rejet. Les fonctions sécrétrices de ces cellules ont également été étudiées. Nous avons montré que plusieurs facteurs cytokiniques stimulant l’angiogénèse sont sécrétés par les fibroblastes et par les kératinocytes fœtaux. Nous avons également travaillé sur une combinaison de ces cellules fœtales au sein d’une matrice de collagène qui constituera le substitut cutané. Nous avons vérifié que l’association des cellules fœtales avec la matrice ne modifie pas leurs propriétés. Notre objectif maintenant est de mette en place une étude pilote phase I/II pour juger de la tolérance et du pouvoir cicatrisant, de notre pansement biologique utilisé pour couvrir un déficit cutané. Dans cette optique nous avons déjà rencontré l’Agence Nationale de Santé qui a confirmé l’intérêt de notre projet en vue d’une étude clinique. Pour cela, nous devons tout d’abord réaliser la sécurisation des deux banques de fibroblastes et kératinocytes (sécurisation microbiologique, étude de tumorigénicité, biodistribution). Si cette étude pilote est concluante, une étude de phase II sur un plus grand nombre de patients sera mise en place. Les indications thérapeutiques potentielles sont les brûlés, les ulcères de jambe, les pertes de substances cutanées après exérèse de naevi. Ce modèle de pansement biologique n’a aucun équivalent à ce jour. Durée du projet 5 ans SCIENCES DE LA TRANSPLANTATION ET D’IMMUNOTHERAPIE »
Projets du CESTI IHU-Prometteur financés par les collectivités
Titre du projet Cellules dendritiques : biologie et applications cliniques Nom du Responsable Pr Régis JOSIEN, Inserm UMR 1064, ITUN, CHU de Nantes Résumé du projet L’objectif principal de ce projet est de mieux comprendre certains aspects fondamentaux de la biologie des cellules dendritiques (DC) (présentation antigénique, diversité, fonctions innées) et optimiser la génération de DC tolérogènes pour le développement d’applications cliniques en transplantation et thérapie génique. Les DC jouent un rôle central dans le contrôle des réponses immunitaires innées et adaptatives. Cette thématique de recherche porteusse est développée dans notre centre depuis une quinzaine d’année avec une reconnaissance internationale avérée par les publications. Malgré tout, les developpement cliniques en transplantation restent limités car il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de la présentation antigénique, la diversité et les spécialisations fonctionnelles des DC et de mieux caractériser les DC tolérogènes pour un usage clinique. Ces aspects de recherche fondamentale sont de plus sous financés et freinent donc les développements précliniques. Les buts spécifiques de ce de projet sont de : 1. Comprende le rôle de TORID, une molécule identifiée dans notre laboratoire dans la présentation croisée d’antigènes par les DC. ; 2/ Comprendre les fonctions physiologiques de la production d’IL‐22BP par une population de DC dans la régulation de l’homéostasie intestinale et l’inflammation ; 3/ Optimiser les effets protolérogènes de HO1 sur les DC pour le dévéloppement d’application cliniques et comprendre les mécanismes d’action de HO1 sur la régulation de la présentation antigénique in vivo. Ces projets nécessitent le développement de modèles rongeurs et primates et l’utilisation de plateformes existante (Transgénèse, DTC, protéines recombinantes). Les résultats attendus de ce projet sont de développer de nouvelles approches cliniques pour le contrôle des réponses immunitaires en transplantaton soit par thérapie cellulaire (DC tolérogènes) soit par ciblage in vivo de molécules impliquées dans certaines fonctions des17 DC (TORID, IL‐22BP, HO1). Il permettra également de renforcer cette thématique de recherche et de développer de nouvelles collaborations internationales. 3 ans Durée du projet SCIENCES DE LA TRANSPLANTATION ET D’IMMUNOTHERAPIE »
Projets du CESTI IHU-Prometteur financés par les collectivités
Titre du projet
Nom du Responsable
"Outils diagnostiques et thérapeutiques innovants basés sur l'analyse haut débit des récepteurs T et des immunoglobulines" Sous projet anticorps monoclonaux humains
Dr Marc BONNEVILLE, Inserm UMR 892, CHU de Nantes Dr Sophie BROUARD/Dr Nicolas DEGAUQUE, Inserm UMR 1064, ITUN, CHU de Nantes
Résumé du projet Nous avons récemment mis au point dans le laboratoire un protocole permettant la production d’anticorps monoclonaux humains ou murins dirigés contre des complexes antigéniques spécifiquement exprimés par des cellules tumorales ou infectées par des pathogènes. Ce nouveau protocole combine plusieurs techniques de pointe en cytométrie multiparamétrique pour cibler et trier les cellules immunitaires productrices d’anticorps d’intérêt (les lymphocytes B), en biologie moléculaire pour générer des anticorps recombinants et en biochimie pour produire ces molécules en grande quantité. Nous avons déjà fait la preuve du concept en générant en moins d’un mois un anticorps monoclonal humain hautement spécifique d’un complexe antigénique exprimé à la surface des cellules infectées par le hCMV (cytomégalovirus humain). Nous souhaitons désormais développer une plateforme technologique dédiée à la production d’anticorps variés ayant la particularité de reconnaître des molécules antigéniques avec une extrême sensibilité et une haute spécificité. Ces anticorps, associés à des substances radioactives, chimiques ou biologiques constitueront des outils thérapeutiques efficaces dans la lutte anti‐tumorale ou anti‐virale ciblée en permettant de lyser spécifiquement les cellules tumorales ou infectées tout en épargnant les cellules saines. Couplés à des colorants, ils pourront également servir d’outils diagnostiques dans le suivi médical des patients. La plateforme aura l’originalité de générer rapidement des anticorps à partir d’individus immunisés ou non et de séduire de nombreux programmes de recherche fondamentale et appliquée dans un grand nombre de pathologies. L’équipe dirigée par Sophie Brouard a dévéloppé une large gamme d’outils permettant l’analyse du répertoire TCR Vb chez l’Homme et dans différents modèles expérimentaux. De nouveaux outils d’analyse du répertoire BCR IGHV, s’appuyant notamment sur la disponibilité d’équipements de séquençage à haut débit sur le site, sont actuellement en cours de validation. Ces outils permettront de caractériser le rôle des lymphocytes B via l’étude de la division cellulaire et l’analyse du répertoire BCR IGHV dans différentes populations de patients transplantés rénaux. D’autres indications médicales pourront être étudiées ultérieurement. Le projet vise à 1. Valider les résultats obtenus (signature phénotypique et transcriptionnelle; étude du répertoire T) sur la large cohorte de patients transplantés rénaux DIVAT; 2. Caractériser le répertoire BCR IGHV chez des patients transplantés présentant différents devenirs cliniques. Ces travaux ont pour objectif de définir une signature pronostique et diagnostique du devenir du greffon (tolérance, dégradation, ABMR) et d’identifier les facteurs immunologiques de risque de dégradation de la fonction rénale. Les impacts de ce projets sont importants puisqu’ils sont à la fois médicaux en permettant une meilleure prise en charge précoce du patient et économique en terme de traitement. Durée du projet 3 ans