La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique liée à un déficit en dystrophine qui induit une dégénérescence progressive des fibres musculaires menant à la mort du patient vers 30 ans. Une approche thérapeutique prometteuse basée sur l'utilisation de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) corrigées génétiquement est actuellement à l'étude. Cette thérapie éliminerait un des principaux problèmes lié à la greffe aux patients de myoblastes sains, soit l'usage d'immunosuppresseurs. Les vecteurs viraux intégratifs sont les plus utilisés pour générer des iPSC. Des doutes subsistent cependant concernant l'innocuité de ces vecteurs. Une méthode séduisante consisterait à livrer les facteurs de reprogrammation (FR) ou leurs gènes associés à l'aide de particules virales rendues défectives (VLP) i.e. dénuées de génome. Nous proposons de développer ce type de plateforme de livraison de biomolécules afin de produire des iPSC dans le contexte de la DMD, mais applicable à toute thérapie cellulaire. Nous avons tout d'abord mis au point des méthodes de production de VLP puis démontré que ces dernières sont capables de livrer la GFP, le facteur KLF4 ainsi que les plasmides contenant les gènes associés à ces protéines dans le modèle cellulaire HEK293. Nos prochains travaux consisteront à valider ces résultats avec les autres FR puis de créer des iPSC.

Le traitement de la dystrophie musculaire par l'utilisation de myoblastes corrigés génétiquement obtenus à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPS) dérivées de patients représente une approche thérapeutique intéressante. Ces myoblastes, autologues aux patients, ne devraient pas induire une réponse immunitaire lors de la transplantation. Notre projet vise à démontrer que l'injection des ces cellules génétiquement modifiés est sécuritaire et non-immunogénique dans un modèle animal humanisé.

L'insuffisance cardiaque est causée par un dommage au muscle cardiaque suite à une crise cardiaque. Une solution prometteuse et complémentaire au traitement médical pour promouvoir la guérison du coeur endommagé est l'utilisation de cellules souches (CS). Le but de notre projet est de livrer les CS isolées du tissu adipeux (gras) afin qu'elles libérer des protéines "pro-guérison" (appelées cytokines) pour favoriser une bonne guérison cardiaque (un processus appelé remodelage). Les CS sont fragiles et peuvent mourir si elles se retrouvent dans un environnement hostile comme celui d'une coeur malade. Nous allons investiguer la meilleure façon de protéger et livrer ces CS au coeur endommagé. Donc, les CS du tissu adipeux seront livrées soit sous la forme d'un pansement de tissu gras ou à l'intérieur de mini-capsules de gélatine. Ainsi, le but ultime de notre projet est de trouver une méthode qui pourrait être utile en pratique clinique pour aider les milliers de patients souffrant d'insuffisance cardiaque.

L'infarctus du myocarde (ischémie, crise cardiaque), caractérisé par une perte irréversible des cellules du cour, entraîne la dégradation de la fonction contractile et la défaillance cardiaque. La thérapie cellulaire qui consiste à implanter des cellules souches dans le cour ischémique permettrait de restaurer la fonction cardiaque. Cependant, cette approche fait face à plusieurs défis notamment la pauvre survie des cellules transplantées dans le cour ischémique. Notre projet consiste à développer des molécules et méthodes de conditionnement des cellules souches avant leur implantation afin d'augmenter leur survie et de maximiser leur propriétés régénératives. Basé sur l'expérience acquise au cours des premières études canadiennes où nous avons injecté des cellules souches CD133+ chez des patients en défaillance cardiaque, nous visons maintenant le transfert des cellules conditionnés pour la prochaine génération d'études cliniques.

L'intégrité de l'épithélium est essentielle à la fonction de barrière sélective à l'interface entre le milieu interne et le contenu intestinal. Les mécanismes de guérison des blessures doivent donc être très efficaces en vue de rétablir la continuité épithéliale mais des conditions pro-inflammatoires induiraient des effets néfastes en générant un stress oxydatif. Ces conditions mènent à une perte de la fonction "barrière" de l'épithélium et à l'entrée de micro-organismes. Ce projet vise à évaluer les effets atténuateurs des polyphénols, antioxydants naturels retrouvés dans les fruits et les plantes, sur les dommages générés par l'inflammation et le stress oxydatif sur l'épithélium intestinal. Les travaux sont réalisés sur des modèles expérimentaux cellulaires et animaux.

Les transsections des nerfs périphériques provoquent des déficits pouvant conduire à une paralysie des bras ou des jambes. La méthode la plus utilisée pour réparer ces déficits nerveux est une réapproximation directe des deux extrémités du nerf endommagé. Lorsque la distance entre les deux est trop grande, on utilise une autogreffe nerveuse pour combler le déficit en prélevant au patient le nerf sural de la jambe, ce qui induit une perte de sensation au niveau du pied. Le but du projet est de fabriquer un biomatériau tubulaire de large diamètre à partir des propres cellules du patient, dans lequel un réseau prévasculaire sera produit afin d'accélérer la vascularisation du tube après implantation, et de stimuler la régénération nerveuse grâce à la présence de cellules libérant de façon naturelle des facteurs de croissances. Cette approche permettrait d'améliorer la réparation des nerfs sectionnés sans avoir recours au prélèvement d'un nerf sain chez le patient.

La neutropénie et la thrombopénie post-greffe de cellules souches hématopoïétiques sont des complications majeures pouvant mener à des infections et hémorragies sévères et parfois létales. Nous avons évalué l'expansion des cellules souches et progéniteurs hématopoïétiques pour accélérer la reconstitution hématopoïétique. Nous avons aussi étudié différentes stratégies de différenciation ex vivo de cellules souches, progénitrices hématopoiétiques et mégacaryocytaires humaines isolées à partir de sang de cordon ombilical afin de produire des plaquettes. Nos travaux ont permis de développer un procédé de production de mégacaryocytes tout en éliminant les protéines animales du milieu de culture et de congélation, facilitant le transfert vers la clinique. Ces cellules expandues pourraient ainsi faciliter plusieurs applications de médecine régénératrice cardiaque et autres, en plus des applications.

Le système immunitaire nous protège contre les microbes et même les cancers. Une réponse immunitaire efficace contre ces dangers est finement contrôlée par les cellules présentatrices d'antigènes (CPA), qui agissent comme un général d'armée en dictant le type de réponse et la cible.
Notre équipe est composée de spécialistes du contrôle de la réponse immunitaire et en particulier de nouvelles variétés de CPA. Nous souhaitons moduler la réponse contre des virus et cancers en traitant les patients avec leurs propres CPA en thérapie cellulaire. Les CPA sont cultivées dans le laboratoire, et nous les modifions afin qu'elles soient compétentes pour déclencher une réponse immunitaire appropriée contre certains virus et cancers.
Nos résultats permettront de rapidement définir les CPA qui ont le meilleur potentiel d'aboutir en essais cliniques en thérapie cellulaire.