Qu’est-ce que les cellules souches ?

Les cellules souches sont des cellules à partir desquelles toutes les autres cellules spécialisées sont générées (cellules cardiaques, cellules sanguines., etc..). Elles ont à la fois la capacité de s'auto-renouveler à long terme et le potentiel de se différencier en de multiples tissus Aucun autre type de cellule de l'organisme ne possède cette double capacité essentielle pour la « maintenance » quotidienne et au long cours de chacun des organes du corps humain

Sources de cellules souches

  • Les cellules souches embryonnaires (CSE)

Cellules souches pluripotentes dérivées d’un embryon à un stade précoce (blastocyste). Elles ont la capacité de s’auto-renouveler au long cours et de se différencier en n’importe quel type de cellules de l’organisme. Mais leur obtention entraîne la destruction d’un embryon, ce qui pose des problèmes éthiques, et elles présentent également un risque de formation de tumeurs et d’immunogénicité en cas d’utilisation thérapeutique qui , à ce jour, reste extrêmement limitée.

  • Les cellules souches pluripotentes induites (iPSC)

Générées par la reprogrammation in vitro d’une cellule somatique par l’introduction de facteurs de transcription spécifiques des cellules souches. Les iPSC ne posent donc pas les mêmes problèmes éthiques que les CSE, dont elles ont globalement les mêmes propriétés, quoique plus instables du fait de modifications épigénétiques, reliquat de leur origine somatique Elles présentent également un risque de formation de tumeurs, obstacle, là encore, à leur utilisation thérapeutique.

  • Les cellules souches « adultes »

Les cellules souches dites « adultes » sont localisées dans l’organisme de chaque individu – et plus particulièrement dans la moelle osseuse – de la naissance jusqu’à la mort. Elles produisent quotidiennement les cellules différenciées nécessaires au maintien de l’intégrité d’un organe spécifique (par ex. la peau) ou de différentes lignées cellulaires (par ex. les cellules sanguines. Leur utilisation thérapeutique pour régénérer de multiples tissus est actuellement considérée comme la plus facilement accessible et la plus sûre.

Intérêt et promesses

  • Bien que couramment pratiquée depuis des décades pour la transplantation de moelle osseuse dans les maladies hématologiques, la médecine régénératrice est une nouvelle branche révolutionnaire de la médecine utilisant des biothérapies (cellules souches ou produits dérivés) pour régénérer et réparer des organes ou des tissus endommagés ou malades permettant ainsi de guérir des maladies jusqu’alors incurables
  • Le but de la médecine régénératrice est aussi d’éviter, ou occasionnellement de remplacer, la transplantation d’organes grâce à des cellules spécialisées : les cellules CD34+ peuvent par exemple réparer le tissu cardiaque.

Références

1 Krause, DS et al. (1996), CD34: structure, biology, and clinical utility. Blood 87:1–13

2 Wojakowski et al. (2004), Mobilization of CD34/CXCR4+ […] Circulation, 110, 3213–3220
3 Asahara, T et al. (1997), Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis. Science 275:964–967
4 Lagasse, E et al. (2000), Purified hematopoietic stem cells can differentiate into hepatocytes in vivo. Nat Med 6:1229–1234. https://doi.org/10.1038/81326
5 Long-term benefit of intracardiac delivery of autologous granulocyte–colony-stimulating factor-mobilized blood CD34 + cells containing cardiac progenitors on regional heart structure and function after myocardial infarct Pasquet et al., Cytotherapy, 2009;11(8):1002-15
6 Wang, S-J et al. (2016), The Chondrogenic Potential of Progenitor Cells Derived from Peripheral Blood: A Systematic Review. Stem Cells Dev 25:1195–1207

7 Matsumoto, T et al. (2004), Circulating endothelial/skeletal progenitor cells for bone regeneration and healing. Bone 43:434–439.

8 Ratajczak, M et al. (2019). Very small embryonic-like stem cells (VSELs). An update and future directions. Circulation Research, 124, 208–210

Caractéristiques et potentiel des cellules CD34

Principalement localisées dans la moelle osseuse, elles peuvent facilement être mobilisées en grandes quantités dans le sang périphérique. Elles contiennent à la fois des progéniteurs cellulaires déjà engagés dans une voie de différenciation (par exemple cellules souches hématopoïétiques ou cardiaques) et de cellules souches très immatures, les « Very Small Embryonic-Like stem cells » (VSELs) capables de se différencier en n’importe quel tissu organique.

 

Il a été démontré que, dans la semaine suivant un infarctus du myocarde aigu (IMA), les cellules CD34+ endogènes sont mobilisées en quantités augmentées de la moelle osseuse vers le sang périphérique. Des études expérimentales chez l’animal ont montré que ces cellules CD34+ mobilisées spontanément en réponse à l’IMA migraient vers le tissu cardiaque endommagé et se localisaient à la périphérie de la cicatrice, dont on suppose qu’elles limitent la fibrose et le remodelage post-infarctus. Mais la quantité de cellules mobilisées est insuffisante pour compenser la destruction par l’IMA de milliards de cellules cardiaques

 

Si l’on veut atteindre ce but, il est donc indispensable d’augmenter considérablement le nombre de cellules CD34+ potentiellement actives.

Augmenter le potentiel naturel de régénération organique

CellProthera a été créée pour le développement, l’enregistrement et la commercialisation de solutions thérapeutiques innovantes pour la régénération d’organes endommagés par une maladie ou un traumatisme à partir de cellules souches périphériques sanguines autologues CD34+. Un essai de preuve de concept clinique, utilisant de grandes quantités de cellules CD34+ directement injectées dans la lésion cardiaque chez des patients ayant fait un IMA récent, a montré la revascularisation et la régénération structurelle et fonctionnelle du tissu myocardique théoriquement irrémédiablement lésé. CellProthera a ensuite développé un processus industriel automatisé de multiplication in vitro de cellules CD34+ collectées dans le propre sang du malade, dont le produit fini, labelisé en tant que ProtheraCytes®, est un greffon de cellules CD34+ ayant le potentiel de régénérer divers tissus endommagés, entre autres le coeur.

ProtheraCytes est enregistré par l’autorité réglementaire européenne (Agence Européenne de Médecine) en tant que « Advanced Therapy Medical Product (ATMP), ce qui la caractérise comme une biothérapie : le malade est donc son propre médicament.

L’action thérapeutique de ProtheraCytes® est obtenue grâce à plusieurs mécanismes intriqués, combinant différenciation cellulaire et effet paracrine. La cicatrice inflammatoire de l’IMA sécrète des chimiokines cardioactives 1) qui activent les cellules CD34+ injectées, les attirent et les retiennent dans la lésion cardiaque et 2) induisent in situ leur multiplication et leur différenciation en cellules cardiaques et endothéliales, entrainant ainsi la régénération du muscle cardiaque. 3) En parallèle, les cellules CD34+ activées vont excréter des facteurs paracrines solubles et des exosomes qui peuvent à la fois favoriser la prolifération des cardiomyocytes résidents, réduisant ainsi la fibrose.