À la suite d’une extraction dentaire, une perte de volume osseux peut survenir au niveau de la composante alvéolaire de la cavité buccale. Afin de maximiser le succès subséquent de la pose d’un implant dentaire, le chirurgien comblera la perte de substance en utilisant un produit de préservation alvéolaire, généralement à base de biomatériaux acellulaires. Cependant, ces derniers peuvent causer des réactions inflammatoires, entrainant une perte supplémentaire de volume osseux, nuisant ainsi à la réussite de l’implantation. Notre laboratoire a développé un modèle de substitut osseux, sans biomatériau exogène, grâce à une technique d’auto-assemblage basée sur les propriétés des cellules souches du tissu adipeux (CSTA) à se différencier en cellules osseuses tout en sécrétant une matrice extracellulaire minéralisée. Cette étude préclinique de thérapie tissulaire consiste à évaluer le potentiel de guérison osseuse d’un nouveau substitut de comblement, dans un défaut alvéolaire chez le rat avec ou sans peptides dérivés de la protéine morphogénétique osseuse-9. La participation à ce projet d’un collaborateur praticien hospitalier nous permet de viser ultimement une translation clinique. L’amélioration des conditions de guérison osseuse des patients et la réduction des possibilités de complications postopératoires, suite à l’implantation de biomatériaux synthétiques, confirmeront l’impact clinique potentiel de ces travaux.

Les dystrophies musculaires sont des maladies héréditaires caractérisées par une faiblesse musculaire progressive due à l’instabilité des fibres musculaires et la formation de tissus cicatriciels. La capacité des cellules souches musculaires (MuSCs) de se fusionner les unes aux autres pour former de nouvelles fibres font de ces cellules des candidats idéaux pour une thérapie cellulaire de ces maladies. Malheureusement, peu de MuSCs sont isolés à partir de la biopsie musculaire du donneur. Les chercheurs ont fréquemment essayé de proliférer ces cellules en culture. Cependant, suite à leur isolement et à leur prolifération, ces cellules réduisent l’expression de Pax7, facteur requis pour le maintient des cellules souches musculaires, et se différentient en myoblastes qui migrent et s’implantent moins bien. Nous présentons ici un projet qui emploie la technologie Feldan Shuttle pour livrer la protéine Pax7 dans les cellules en culture. Notre hypothèse est que Pax7 va rétablir leurs caractéristiques de cellules souches et augmenter leur capacité migratoire et le succès de leur greffe. Nous allons donc tester la greffe des myoblastes traités avec le Feldan-Pax7 pour des souris dystrophiques et des singes. Ultimement, notre projet permettra d’établir une nouvelle stratégie pour augmenter les caractéristiques cellules souches des myoblastes.

Bien que la transplantation des cellules souches pour le traitement des dommages causés par l’infarctus (crise cardiaque) démontre une efficacité thérapeutique, celle-ci demeure marginale à cause de plusieurs facteurs incluant le phénotype des cellules utilisées et leur pauvre survie lorsque implantées dans un coeur malade. Notre équipe a complété deux études cliniques (IMPACT-CABG et COMPARE-AMI) dans lesquelles des patients ayant subi un infarctus ont été traités avec leurs propres cellules souches. À partir d’échantillons de cellules conservés, nous proposons d’étudier la corrélation entre le profil phénotypique et l’expression génique des cellules avec l’efficacité clinique observée (fonction et volume des cavités cardiaque). Ceci permettra d’identifier les populations de cellules et le patron d’expression génique responsables de l’efficacité thérapeutique. Dans un deuxième temps, nous utiliserons cette information pour sélectionner des molécules pharmacologiques ciblant ces patrons d’expression afin de traiter les cellules souches avant leur transfert chez les patients. Nous allons tester la réponse de différents types de cellules à ces molécules, mesurer l’effet du traitement dans des modèles animaux d’infarctus et évaluer différentes méthodes de transfert de ces cellules traitées incluant l’encapsulation dans des biomatériaux. Ces données seront utilisées pour améliorer la thérapie cellulaire et préparer la prochaine génération d’études cliniques.

Le mélanome uvéal est la tumeur oculaire la plus fréquente chez l’adulte et le deuxième type de mélanome le plus fréquent après la peau. Le développement de métastases au foie est une complication redoutée de ces cancers. Les patients sont confrontés à des options limités de traitement et trop souvent ces derniers échouent. Des travaux antérieurs suggèrent que le microenvironnement a un impact significatif sur l'inefficacité des traitements. Les cellules stromales hépatiques entourant les métastases, telles que les cellules stellaires hépatiques, favorisent la progression métastatique de divers cancers. Notre projet hautement innovateur propose d'utiliser des organoïdes de foie humain dérivés de cellules souches comme modèles pour mieux comprendre l'équilibre entre la dormance des cellules de mélanome et l'invasion du tissu environnant, ainsi que la résistance thérapeutique concomitante. Tout traitement innovateur qui arrêtera la croissance des cellules du mélanome dans le foie pourrait transformer le stade métastatique mortel en une maladie chronique, impactant ainsi la survie globale des patients.

Le diabète est une maladie potentiellement mortelle, caractérisée par la destruction complète (Type 1 ; T1DM) ou partielle (Type 2, T2DM) des cellules bêta dans le pancréas qui produisent de l'insuline. La régénération des cellules bêta se produit à de faibles niveaux, même chez les personnes avec T1DM. Nous croyons que ce processus peut être stimulé par des cellules souches mésenchymateuses (MSCs) qui seront modifiées génétiquement pour produire la protéine de régénération INGAP (Islet Neogenesis Associated Protein). INGAP et son fragment actif, le peptide INGAP, peuvent renverser le diabète chez les animaux en induisant la régénération des cellules bêta. Le peptide INGAP est en essai clinique en phase II, et a amélioré l'homéostasie du glucose dans des patients avec T1DM et T2DM. Les MSCs sont des cellules souches présentes chez les adultes qui ont plusieurs effets bénéfiques. Nous avons déjà démontré que nous pouvons modifier les MSCs génétiquement pour secréter des protéines d’intérêt. Les objectifs de notre étude sont de 1) générer des MSCs produisant de l'INGAP, 2) évaluer l’effet de ces cellules sur des cellules pancréatiques en culture, et 3) examiner leur potentiel antidiabétique chez des souris diabétiques. Notre étude innovatrice devrait avancer significativement la recherche sur le diabète.

Le rejet aigu chez le greffé rénal est un problème majeur qui peut avoir des conséquences graves sur la fonction et la survie du rein greffé, aboutissant ultimement à la perte de l’organe transplanté. Pour traiter le rejet, nous devons utiliser des traitements immunosuppresseurs mais ces derniers peuvent causer des effets secondaires importants tels l’induction de diabète, de troubles digestifs, de cataractes, d’infections répétées ou sévères et de cancer. L’objectif de ce projet est de développer une approche basée sur la thérapie cellulaire afin de traiter le rejet aigu. Nous pouvons ainsi par photothérapie éliminer les cellules qui s’attaquent au greffon rénal tout en épargnant les cellules avec le pouvoir de contrôler la réponse immune. Nous croyons que cette approche aura non seulement le mérite de contrôler les mécanismes immunologiques mais aussi de permettre la tolérance face au greffon et d’éviter les complications précédemment mentionnées. Dans le cadre de la transplantation d’organes, cette approche novatrice de thérapie cellulaire pourra changer la façon de traiter les rejets d’organes solides et améliorer la survie des patients et de leur greffon.