Les 4 regroupements stratégiques translationnels suivants ont été identifiés:

  • Thérapie cellulaire : appareil musculo-squelettique et nerveux...

  • Thérapie cellulaire : cardio-vasculaire, pulmonaire et rénal...

  • Régénération tissulaire : peau, cornée, système gastro-intestinal...

  • Thérapie cellulaire : hématologie, oncologie et immunologie...

 


 Thérapie cellulaire : appareil musculo-squelettique et nerveux.

Il existe présentement un besoin pressant de développer de nouvelles thérapies et d'optimiser des méthodes existantes de traitement pour les maladies du système musculo-squelettique afin d'améliorer la qualité de vie des patients. Ces tissus musculo-squelettiques comprennent le cartilage, les os, les ligaments, les tendons et les muscles.

Certains de ces tissus ont une capacité limitée ou inexistante de guérison (le cartilage lésé ou atteint d'ostéoarthrose (OA), le ligament croisé antérieur déchiré, les tendinites chroniques et les fractures du tibia avec défaut osseux). D'autres tissus requièrent un traitement particulier d'appoint pour récupérer la fonction optimale ou sont affectés par des anormalités génétiques responsables de maladies dégénératives (dystrophie musculaire).

Il devient donc important de comprendre le rôle des cellules souches dans l'homéostasie du système musculo-squelettique normal et malade afin d'améliorer le processus de guérison. La translation vers la clinique de ces technologies émergentes requiert la collaboration de biologistes cellulaires, d'immunologistes, de pathologistes moléculaires et de cliniciens.

C'est par la combinaison de nos expertises scientifiques au sein du réseau ThéCell que nous proposons d'avancer les connaissances dans le domaine des cellules souches (MSCs, ES et iPS) et particulièrement l'utilisation des cellules souches pour la thérapie des maladies musculo-squelettiques.

 


Thérapie cellulaire : cardio-vasculaire, pulmonaire et rénal.

La moelle osseuse est une source importante de cellules progénitrices et de cellules souches mésenchymateuses impliquées dans la régénération des systèmes cardiovasculaire, pulmonaire et rénal. Certaines caractéristiques des cellules souches permettent d'engendrer une différenciation vers des cellules possédant un phénotype proangiogénique qui pourrait avoir un impact clinique en améliorant la fonction endothéliale, le remodelage vasculaire, cardio-pulmonaire ou rénal. Certaines conditions pathologiques incluant la maladie vasculaire périphérique rencontrée en présence d'athérosclérose, la dysfonction myocardique aigue ou chronique, la maladie vasculaire pulmonaire avec hypertension pulmonaire ou les pathologies rénales pourraient trouver une solution avec une thérapie cellulaire.

Cet axe du réseau ThéCell encourage des approches d'investigation innovatrices permettant l'émergence de collaborations scientifiques de projets rassembleurs. Les membres du réseau étudieront les aspects reliés à la différenciation cellulaire, le recrutement et l'incorporation vasculaire et tissulaire avec un focus pour les pathologies cardiovasculaires, pulmonaires et rénales. L'étude des effets cellulaires et paracrins des cellules souches mésenchymateuses ou de cellules modifiées pourront permettre d'ajouter à la compréhension des mécanismes de réparation vasculaire et tissulaire.

Des projets originaux et structurants pour les membres du réseau ThéCell pourront inclure la caractérisation des aspects immunologiques et de la tolérance immunitaire des cellules souches dans la régénération myocardique et la guérison vasculaire cardio-pulmonaire; la thrombogénicité et les réactions inflammatoires liées à une thérapie cellulaire intravasculaire et cardiaque afin de favoriser une guérison vasculaire et d'éviter la fibrose cicatricielle; et l'effet du vieillissement sur les caractéristiques cellulaires afin d'optimiser la thérapie cellulaire.

Des cellules modifiées ex vivo pour augmenter la mobilisation, la migration, la survie, la différenciation ou la fonction seront étudiées dans des modèles animaux puis pourront faire l'objet de projets pilotes chez l'humain. Un autre aspect essentiel au succès du programme de thérapie cellulaire cardiovasculaire, pulmonaire et rénale sera l'évaluation des techniques (cathéters, aiguilles, antéro-rétrograde) et les voies de livraison (transcoronaire : veineuse ou artérielle, transendocardique) optimales selon les différentes pathologies à traiter. Des techniques de microencapsulation viseront à améliorer la livraison des cellules souches et des méthodes de marquage cellulaire pourront permettre de déterminer les conditions améliorant l'intégration et la survie cellulaire. Les modèles et préparations expérimentales cardiovasculaires, pulmonaires et rénales sont disponibles pour les membres du réseau.

 


 Régénération tissulaire peau, cornée et systèmes gastro-intestinal et nerveux

Il existe des situations cliniques pour lesquelles la greffe de cellules par thérapie cellulaire pour traiter une pathologie n'est pas possible, par exemple lorsque l'organe est trop altéré ou complètement détruit. Dans ce cas, il est nécessaire de procéder à son remplacement par une greffe hétérologue provenant d'un donneur sain, ou par sa reconstruction in vitro.

La régénération tissulaire consiste à reconstruire un tissu ou un organe en laboratoire en utilisant des cellules vivantes, idéalement les propres cellules du patient, et en les cultivant éventuellement dans un biomatériau biocompatible afin de reconstruire le tissu en trois dimensions. Ces organes reconstruits en laboratoire représentent d'excellents modèles d'étude pour reproduire une maladie in vitro et mieux cerner son origine et son processus évolutif, en utilisant des cellules malades de patients pour mimer la pathologie. Ils peuvent aussi servir au criblage des médicaments pour trouver de nouveaux traitements. Enfin, ils peuvent être utilisés en clinique pour remplacer les organes altérés suite à une pathologie ou à un traumatisme.

Les chercheurs du réseau ThéCell sont ainsi impliqués dans la mise au point par génie tissulaire de modèles de peau, de vaisseaux sanguins, de cornée, de vessie, de tissu adipeux, d'intestin et de nerf périphérique à des fins expérimentales et cliniques. Ces travaux nécessitent la coopération étroite entre des chercheurs fondamentaux, des cliniciens, des ingénieurs, des pharmaciens et des spécialistes de l'éthique. La mise en commun des ressources humaines et matérielles disponibles à travers le Québec dans ce domaine permettra de stimuler les recherches en cours, et de développer de nouveaux projets grâce au dynamisme des interactions entre les membres du réseau.

 


 Thérapie cellulaire : hématologie, oncologie et immunologie.

Il existe de plus en plus d'évidences que les déterminants cellulaires et humoraux de la réponse immunitaire mis en jeux durant des affections persistantes comme les lymphomes, leucémies, cancers, et les infections virales chroniques sont très semblables. En effet, toutes ces affections ont en commun l'induction d'une réponse immunitaire qui est mise en échec par des facteurs provenant de la tumeur ou du virus, et qui conduit à la persistance de l'antigène. La persistance de cette stimulation antigénique conduit à une activation immunitaire caractérisée par une hyper expression d'inhibiteurs immunitaires comme PD-1, CTLA-4 et IL-10. L'hyper expression de ces inhibiteurs immunitaires induit un effet délétère sur l'ensemble des interactions entre l'immunité innée et acquise.

Trois axes de recherche ont été priorisés dans le cadre de cette thématique: la tolérance immunologique face à une tumeur ou une infection virale chronique, le micro-chimérisme, l'expansion de cellules immunitaires autologues impliquées dans l'immunité innée et acquise.

L'objectif ultime est de mieux comprendre les mécanismes d'immuno-modulation afin de développer rapidement des stratégies immuno-thérapeutiques visant à stimuler ou à réguler l'immunité anti-tumorale ou anti-virale chez des patients cancéreux, transplantés ou souffrant d'infections virales chroniques.