Potentiel thérapeutique des cellules stromales mésenchymateuses dans l'épidermolyse bulleuse dystrophique récessive
Therapeutic potential of mesenchymal stromal cells in recessive dystrophic epidermolysis bullosa
par Clarisse GANIER sous la direction de Alain HOVNANIAN
Thèse de doctorat en Génétique humaine
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Monday 26 November 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Cellules stromales mésenchymateuses
  • Emploi en thérapeutique
  • Maladies héréditaires

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Mots clés
Épidermolyse bulleuse dystrophique récessive, Thérapie cellulaire, Cellules stromales mésenchymateuses, Collagène VII, Xénogreffes
Resumé
L'épidermolyse bulleuse dystrophique récessive (EBDR) est une maladie génétique cutanée due à des mutations de perte de fonction du gène COL7A1 codant pour le collagène VII. Le collagène VII forme les fibres d'ancrage, structures essentielles pour l'adhésion de l'épiderme au derme sous-jacent. Les patients EBDR développent dès la naissance, des décollements bulleux de la peau et des muqueuses responsables de plaies chroniques et de graves complications locales et systémiques. La survenue de carcinomes épidermoïdes cutanés agressifs reste la première cause de décès. Il n'existe pas de traitement à ce jour. Les cellules stromales mésenchymateuses (CSM) sont des cellules multipotentes, isolées à partir de tissus adultes (moelle osseuse, tissu adipeux) ou de tissus périnataux (cordon ombilical). Des travaux antérieurs ont montré que les injections locales et systémiques de CSM issues de la moelle osseuse (CSM-MO) allogéniques ont un potentiel pour réduire l'inflammation cutanée et améliorer la cicatrisation des plaies chez les patients EBDR. Ces améliorations cliniques sont cependant transitoires et les mécanismes d'action des CSM-MO dans l'EBDR ainsi que leur durée de vie après injection sont mal connus. Les CSM-MO pourraient agir via leurs propriétés immunomodulatrices, anti-fibrotiques, pro-angiogéniques, par un effet paracrine permettant l'expression de collagène VII endogène et/ou la sécrétion de collagène VII par les CSM-MO injectées. L'objectif de cette thèse a été d'étudier le potentiel thérapeutique des CSM dans des modèles précliniques de l'EBDR. Nous avons tout d'abord montré que les CSM-MO expriment une quantité d'ARNm de COL7A1 et de collagène VII comparable aux fibroblastes dermiques sains en culture. Nous avons ensuite évalué la capacité des CSM-MO humaines à survivre et produire du collagène VII à la jonction dermo-épidermique (JDE) à long terme après une injection locale dans des peaux équivalentes humaines EBDR greffées sur souris nude. L'injection intradermique (ID) de CSM-MO in vivo a permis de restaurer l'expression du collagène VII ainsi que la formation de fibres d'ancrage à la JDE jusqu'à 6 mois après l'injection. Les CSM-MO sont retrouvées dans la peau équivalente jusqu'à 4 mois après l'injection. Ces résultats montrent qu'une injection ID unique de CSM-MO in vivo permet de rétablir une production prolongée de collagène VII synthétisé par les cellules injectées et d'améliorer l'adhésion dermo-épidermique de la peau équivalente EBDR. Nous avons ensuite comparé l'efficacité des CSM issues de la gelée de Wharton de cordon ombilicaux (CSM-CO) humains aux CSM-MO suivant la même méthodologie que précédemment. Les CSM-CO expriment en culture une quantité d'ARNm de COL7A1 et de collagène VII supérieures aux CSM-MO et fibroblastes dermiques sains. Une injection unique ID de CSM-CO dans la peau EBDR équivalente greffée permet de rétablir une faible expression de collagène VII jusqu'à 4 mois après l'injection. Les CSM-CO sont détectées dans la peau équivalente jusqu'à 2 mois après l'injection. Ces données montrent que les CSM-CO ont une capacité moindre à restaurer l'expression du collagène VII à la JDE comparativement aux CSM-MO injectées dans le même modèle de xénogreffes EBDR. Ces résultats ouvrent la perspective d'une thérapie génique ex vivo utilisant des CSM-MO murines Col7a1-/-. Les souris Col7a1-/- reproduisent les lésions cutanées et muqueuses observées chez les patients EBDR. L'espérance de vie de ces animaux est très réduite. Les CSM-MO murines Col7a1-/- transduites en culture à l'aide d'un vecteur rétroviral SIN exprimant COL7A1 produisent en moyenne 30 fois plus de collagène VII que les CSM-MO murines WT. Des expériences in vivo sont nécessaires pour déterminer si l'injection de CSM-MO génétiquement corrigées ont le potentiel de traiter des lésions cutanées et muqueuses, pour définir la dose optimale et la durée de l'effet chez l'animal. Ceci constituerait une étape importante vers la clinique.