Un programme de recherche international

À l'assaut des toutes les complications de la greffe de moelle

Les appels à projets

Depuis la levée de son embargo en avril 2015, CRYOSTEM entend valoriser sa collection de ressources biologiques dans le cadre d’un programme d’appel à projets  lancé auprès de la communauté scientifique internationale avec un objectif : mieux comprendre la biologie des complications de la HSCT (et au décours de ces recherches, nombres d’enjeux de l’immunologie et de la cancérologie contemporaines) et en retour mieux prévenir, diagnostiquer et traiter ces complications. La soumission de projets de recherche peut se faire à tout moment de l’année, et les dossiers de candidatures sont évalués par un groupe international d’experts indépendants au moins 4 fois par an.

Pour accélérer ces découvertes, CRYOSTEM ouvre aujourd’hui l’accès à sa collection de près de 200,000 échantillons biologiques de couple donneur-receveur de greffe de sa collection aux laboratoire académiques et industriels du monde entier. Orientée initialement sur la seule maladie du greffon contre l’hôte (Graft versus Host Disease ou GvHD), la thématique a été étendue en novembre 2016 à l’ensemble des complications de la HSCT (avec l’autorisation du Comité de Protection des Personnes – CPP – Sud Méditerranée I).

Les premiers projets de recherche retenus par le réseau CRYOSTEM et bénéficiant d’un accès à la collection :

Identification de nouveaux biomarqueurs : prédiction et suivi de la réponse aux traitements de la forme aiguë et chronique de la GvHD

L’allogreffe de cellules hématopoïétiques (alloHCT) constitue le traitement d’immunothérapie le plus puissant pour la prise en charge des patients atteints de maladies graves du sang; en pratique, son utilisation est entravée par une forme de complication bien connue des médecins, la maladie du greffon contre l’hôte qui peut être aiguë (aGvHD) ou chronique (cGvHD). Le diagnostic de la GvHD repose presque entièrement sur l’étude de signes cliniques, et ne peut être confirmée par biopsie des organes cibles. Ni les caractéristiques cliniques avant la greffe, ni les caractéristiques intrinsèques à greffe ne permettent de prédire de manière fiable la survenue de la cette complications. La découverte et la mise à disposition pour les cliniciens  de biomarqueurs spécifiques pour le dépistage des patients à haut risque basés sur des tests sanguins précoces et non invasifs faciliteraient significativement leur prise en charge, et permettraient un développement de nouvelles voies thérapeutiques avec  l’approbation des autorités réglementaires . Grâce à la protéomique, il a été montré au travers de nombreuses études rétrospectives que la concentration plasmatique de la ST2 (suppression de la tumorigénicité 2), pouvait servir à stratifier précisément les patients en fonction de leur risque de résistance aux traitements de l’aGvHD . Lors de récentes expériences, nous avons également trouvé qu’un ensemble de quatre protéines comprenant ST2, CXCL9, MMP3 (une métalloprotéinase matricielle) et l’ostéopontine, pouvaient être utilisées pour diagnostiquer la forme chronique de la GvHD. C’est sur la  base de ces données préliminaires que nous proposons aujourd’hui de valider l’utilisation de ces biomarqueurs pour prédire et suivre la réponse aux traitements des formes aigüe et chronique de la GvHD.

L’objectif de ce projet de recherche est d’identifier les patients présentant un risque de mortalité élevé ou susceptibles de développer une résistance aux traitements de la GvHD, et de leur proposer une prise en charge personnalisée.

Pour ce faire, nous prévoyons d’utiliser un protocole ELISA sur des échantillons de patients aGVHD et cGVHD. ST2, Reg3α, TNFR1, IL-6 seront validés sur 300 échantillons de patients aGVHD appariés avant et 1 mois après le traitement. Les échantillons de pré-traitement permettront d’évaluer leurs valeurs prédictives. Nous allons ensuite créer un panel de biomarqueurs d’une grande valeur ajoutée, biologique et clinique, pour prédire la réponse aux traitements en nous appuyant sur une approche statistique. En ce qui concerne la cGvHD, les principaux candidats sont ST2, CXCL9, MMP3 et OPN. Nous validerons ce panel prédictif sur 300 échantillons de patients atteints de cGVHD appariés avant et 3 mois après le traitement. La même approche statistique utilisée sur les échantillons aGvHD sera mise en place.

Notre objectif dans un premier temps, sera de valider un panel de biomarqueurs pour prédire la réponse aux traitements des deux formes de GvHD sur une cohorte  européenne multicentrique. Dans un deuxième temps, nous tenterons de déterminer le seuil d’efficacité de ces différents biomarqueurs afin d’obtenir les meilleurs rendements lors de futurs essais cliniques. Les résultats escomptés devraient avoir un impact majeur sur les prochains essais thérapeutiques dans la cadre de la GvHD, ces biomarqueurs pouvant jouer un rôle majeur en tant que marqueur de substitution pour la réponse clinique, et représentant également des cibles potentielles inédites pour le traitement de la maladie.

Équipes de recherche

Dr Etienne Daguindau (Service d’Hématologie, CHRU Besançon), et Pr Pierre‐Simon Rohrlich (Service d’Hémato-Oncologie pédiatrique, Hôpital Archet, CHU Nice)

Chiffres clefs

Durée du projet : 2 ans
Nombre de patients impliqués : 227
Nombre total d’échantillons : 500 (Plasma)
Coût des ressources biologiques : 23, 788.00 €
Budget total : NA

Reconstitution des lymphocytes MAIT après une allogreffe de cellules souches hématopoïétiques : impacts sur la GvHD aiguë et les infections microbiennes
Des globules blancs atypiques pour traiter les complications?

Les cellules MAITs (pour Mucosal-Associated Invariant T cells) sont des lymphocytes T innés avec un usage restreint des récepteurs des lymphocytes T (TCR),  localisés préférentiellement sur les muqueuses (foie, poumon et intestin) et qui réagissent à l’infection microbienne en produisant rapidement des cytokines ainsi que des effecteurs cytotoxiques. Ces cellules reconnaissent la molécule MR1 non classique liée au CMH, qui se lie à une nouvelle classe d’antigènes, à savoir les dérivés précurseurs de la vitamine B2 (riboflavine), que l’on retrouve dans la plupart des bactéries et des levures. Lors d’une infection bactérienne, les cellules MAITs présentent une activité effectrice immédiate, en produisant des cytokines pro-inflammatoires (TNFa, IFNy, IL-17) et en développant une forte cytotoxicité. Dans certaines circonstances, les cellules MAITs sont également capables de produire de l’IL-22, une cytokine impliquée dans la protection de l’épithélium intestinal lors de lésions inflammatoires. Compte tenu de l’importance potentielle des cellules MAITs dans le contrôle des infections microbiennes et la protection des surfaces épithéliales, nous avons étudié la reconstitution des populations de ces cellules chez 43 enfants ayant subi une greffe de cellules souches hématopoïétiques (HSCT) après conditionnement myéloablatif pour le traitement d’une maladie hématologique maligne.

Nous avons constaté un nombre très faible de cellules MAITs  au cours des 12 premiers mois après la greffe de cellules souches hématopoïétiques chez les receveurs de donneurs apparentés ou non apparentés, une population presque indétectable chez les receveurs de sang de cordon ombilical. Cependant, une grande variabilité a été observée entre les différents indiviuds, suggérant que des facteurs durant la période de péritransplantation pourraient influencer la reconstitution des populations de cellules MAITs. De plus, aucune exportation de cellules MAITs naïves (thymiques) n’a été observée au cours des 12 mois de suivi. Aujourd’hui, notre objectif est de confirmer et étendre ces résultats préliminaires.

La collection CRYOSTEM nous offre une opportunité unique d’obtenir des résultats rapides afin de:

1 / confirmer la cinétique de la récupération et de la maturation des cellules MAITs au cours de la première année après la greffe chez des donneurs apparentés disposant d’un conditionnement myéloablatif;

2 / déterminer si la récupération précoce des cellules MAITs ainsi que le niveau de cellules MAITs naïves en provenance du thymus sont plus importants chez les donneurs apparentés ayant un conditionnement d’intensité réduite par rapport à ceux ayant un conditionnement myéloablatif;

3 / déterminer si l’on observe une récupération précoce et efficace des cellules MAITs en particulier lors dans le cadre de la GvHD aiguës ou d’infections bactériennes.

Grâce à notre grande expertise dans l’analyse des cellules MAITs, nous pensons mener à terme ce projet de recherche sur une période de recherche de 6 mois et avec la ferme détermination de proposer à l’issue de ce programme,  une évaluation complète du rôle des cellules MAITs chez les bénéficiaires d’une HSCT.

Equipes de recherches
Pr Jean-Hugues DALLE (Service d’Hématologie-Oncologie Pédiatrique de l’Hôpital Robert Debré Hospital AP-HP) et  Pr Sophie CAILLAT-ZUCMAN (Centre de Recherche sur l’inflammation, Inserm, CNRS, Université Paris Diderot )

Chiffres clés
Durée du projet: 1 an
Nombre de patients impliqués: 55
Nombre total d’échantillons: 468 (Cellules en DMSO)
Coût des ressources biologiques : 19, 521.00 €*
Budget total : NA
* financé par les associations de patients IRGHET, Laurette Fugain, Cent pour Sang la Vie

ILCs activées du sang périphérique: marqueur d'un risque réduit de GvHD après la greffe de cellules souches hématopoïétiques
Une nouvelle classe de cellules immunitaires pour prédire la GvHD?

Pour se défendre contre les maladies, notre système immunitaire combats les microbes mais également les cellules cancéreuses. Pour ce faire, nous utilisons principalement les globules blancs (ou leucocytes) à travers deux grands types de réponses:
la réponse immunitaire innées, utilisée comme la première ligne de défense, elle met en jeu, la peau, les muqueuses, mais également plusieurs types cellulaires comme les polynucléaires neutrophiles, les macrophages…
la réponse immunitaire adaptative qui fait intervenirdans un deuxième temps des cellules spécialisées: les lymphocytes T et B, permettant une réponse spécifique selon l’agent rencontré. Ces cellules permettent également à l’organisme de se souvenir des infections rencontrées, pour pouvoir répondre plus rapidement par la suite.

Notre équipe travaillle actuellement sur une nouvelle catégorie de cellules du système immunitaire : les lymphocytes de l’immunité innée ou Innate Lymphoid Cells (ILC), réparties en 3 sous groupes: ILC1, ILC2, ILC3. Avec une localisation prédominante dans les tissus muqueux, (tube digestif, poumon, peau…), elles sont donc en première ligne pour répondre rapidement à toute perturbation de l’environnement qu’elle soit d’origine microbienne ou non, pathogène ou bénigne.

La greffe de cellules souches hématopoïétiques

Tant chez l’adulte que chez l’enfant, la greffe de cellules souches hématopoïétiques représente un traitement majeur et efficace de nombreuses pathologies cancéreuses ou non. Une des complications principales de ce traitement est la maladie du greffon contre l’hôte (GVH), qui consiste en une détérioration des cellules du receveur par les cellules du donneur, à l’issue parfois fatale. Pour limiter ces complications, le patient reçoit après la greffe un traitement lourd par immunosuppresseurs visant “à créer” une tolérance de ces cellules étrangères pour le patient. Pour la première fois, mais sur très peu de patients, une étude révèle que certaines populations d’ILCs, pourtant normalement absentes dans la population saine, apparaissent après la greffe dans le sang chez les malades qui ne développent pas la GVH.

Sur quoi porte notre travail?

Notre travail portera sur la quantification des différentes population d’ILCs avant et après la greffe de cellules souches hématopoïétiques. De plus, nous nous intéresserons aux molécules sécrétées par ces cellules et qui pourraient être impliquées dans l’effet protecteur contre la GVH. Notre équipe a participé à la découverte des ILCs et possède déjà l’expertise nécessaireà leur identification dans le sang où elles sont rares.

Grâce à une meilleure connaissance de ces nouveaux lymphocytes, nous pourrons faire progresser les connaissances actuelles dans des pathologies inflammatoires  ainsi que dans l’adaptation des traitements immunosuppresseurs après la greffe, pour limiter les phénomènes de rejet tout en contrôlant les effets secondaires thérapeutiques.

 

Equipe de recherche
Dr Frédéric Vély (Département d’Immunologie – Hôpital de la Conception, Marseille)

Key figures
Durée du projet: 1 year
Nombre de patients impliqués: 124
Nombre total d’échantillons: 1 056 (Cellules en DMSO)
Coût des ressources biologiques : 33,556.00 €*
Budget total : NA
* financé par les associations de patients IRGHET, Laurette Fugain, Cent pour Sang la Vie

Étude de l'activation de la réplication de l'EBV en mesurant le facteur de transcription circulant du virus d'Epstein-Barr (ZEBRA ), en tant que prédicteur des événements péjoratifs chez les patients HSC (syndromes viraux, GvHD, PTLD)

Bien qu’en diminution grâce à des stratégies de traitements anticipés (preemptive therapy) basées sur la surveillance de la charge virale EBV dans le sang par PCR, les syndromes lymphoprolifératifs (PTLD) post allogreffe de cellules souches hématopoïétiques liés à l’EBV restent une complication grave potentiellement mortelle. Cette gravité est souvent due à un diagnostic tardif du fait du manque de sensibilité de la surveillance de la charge virale EBV (méthode de référence, couteuse et peu prédictive). De plus, le manque de spécificité de cet examen est également démontré, ce qui conduit à des traitements anticipés inutiles et coûteux. De nouveaux marqueurs biologiques complémentaires de la mesure de la charge virale sont donc nécessaires pour la prévention et le suivi des PTLD. Le dosage simple, automatisable et peu coûteux de la protéine ZEBRA (activateur de réplication de EBV) dans le sérum des patients (brevet WO/2013/083906) est un candidat potentiel. Des études préliminaires rétrospectives chez des greffés d’organes solides souffrant de PTLD ont montré la complémentarité entre ces deux tests. La présence de l’antigène ZEBRA soluble dans le sérum des patients permet notamment de caractériser plus précisément le niveau de réactivation de l’infection lytique EBV qui est en soi être un facteur de risque de lymphomagénese dans des modèles animaux.

La surveillance régulière de cette charge virale EBV (actuellement méthode de référence) dans le sang total ou le plasma des patients allogreffés est actuellement fortement recommandée pour permettre un traitement anticipé (« pre-emptive therapy ») basé sur la modulation de l’immunosuppression et/ou l’utilisation du Rituximab (anticorps thérapeutique anti-lymphocytes B, au coût très élevé). Notre test (mesurant EBV réplicatif) constitue une rupture technologique dans le cadre des tests de virologie médicale, notamment dans la surveillance des pathologies liées à EBV et l’adaptation du traitement immunosuppresseur en transplantation. Les applications en clinique sont importantes puisque ce test concerne le suivi virologique des infections opportunistes (suivi itératif, systématique et obligatoire) des patients avec greffe d’organes solides ou allogreffe de cellules-souches hématopoïétiques (CSH). De plus, ce nouveau test pourra être utilisé dans le suivi thérapeutique de la prise en charge des PTLD, en permettant l’évaluation individuelle de l’efficacité du traitement, de même que dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques anticipées. En priorité nous voulons démontrer la preuve de concept clinique de cette méthodologie en réalisant une étude clinique rétrospective indépendante visant à tester une série d’échantillons (patients transplantés avec et sans PTLD) suffisamment importante pour réaliser une bonne stratification des cas. Les échantillons de patients transplantés seront issus de biobanques françaises (CRYOSTEM, Marseille – DIVAT, CHU de Nantes, CHU de Strasbourg, CIC Thorax CHU de Nantes) et européennes (UMC Utrecht).

La banque CRYOSTEM est précieuse pour nous car elle cible spécifiquement les patients greffés de SCH et une autre complication la maladie de greffon contre hôte (GvHD), potentiellement associée à EBV

Equipe de recherche
Pr Emmanuel Drouet (Université Joseph Fourier  – Grenoble 1)

Key figures
Durée du projet: 18 mois
Nombre de patients impliqués: 61
Nombre total d’échantillons: 132 (Plasma)
Coût des ressources biologiques : 6,846.00 €
Budget total : 176,560.00 €

Auto-anticorps et ligands de CXCR3 dans la GvHD aiguë - faire le lien entre pathologie endothéliale et lymphocytes T

La greffe allogénique de cellules souches hématopoïétiques est la seule option curative pour la majorité des maladies de la moelle osseuse. L’effet thérapeutique dépend d’une réaction immunologique des cellules transplantées qui détruit l’ensemble du système hématologique du patient, y compris les cellules malignes. Cette réaction immunologique peut passer sans aucuns symptômes si l’hématopoïèse était rétablie par les cellules souches transplantées – parce que les cellules immunologiques et les cellules souches sont dérivées du même donneur.

Néanmoins, la réaction immunologique peut déborder de la moelle osseuse sur les autres organes, souvent touchant la peau, le foie et les intestines. Cette complication est nommée la réaction du greffon contre l’hôte aigue (GVH) et présente un risque mortel considérable pour les receveurs des allogreffes.

Notre groupe a étudié les prédicteurs de la mort après la GVH et nous avons établi un rôle décisif pour l’endothélium du receveur: Une vulnérabilité du système endothélial peut être trouvée voire avant de l’initiation de la transplantation qui prédit le risque mortel si le patient atteint une GVH plus tard. En plus, CXCL9, une chémokine de la famille des ligands du récepteur CXCR3, était fortement augmentée à l’entame de la GVH, alors que des auto-anticorps engageant CXCR3 sont abaissés du même temps – notamment pour les malades qui décèdent de la complication.

Ces résultats nous ont permis de proposer un classement du risque mortel après GVH avec trois facteurs: CXCL9, anti-CXCR3 et notre classement endothélial (EASIX, endothelial activation and stress index). Nous soumettons la proposition de vérifier ce classement avec une cohorte indépendante de CRYOSTEM.

Mieux comprendre la pathophysiologie de la mortalité après la GVH est un pas indispensable pour avancer le traitement de la complication au-delà de l’augmentation des médicaments immunosuppressives – ce qui est le réflexe courant et souvent infructueux dans la majorité des centres de transplantation

Equipe de recherche
Dr Thomas Luft  (Department of Internal Medicine V: Hematology, Oncology and Rheumatology – University Hospital Heidelberg)

Key figures
Durée du projet: 6 mois
Nombre de patients impliqués: 136
Nombre total d’échantillons: 136 (Plasma)
Coût des ressources biologiques : 10,921.00 €
Budget total : NA

Pertinence clinique des polymorphismes HLA-G et HLA-E sur les greffes de cellules souches haplo-identiques non manipulées

Les greffes haplo-identiques non manipulées avec conditionnement non myéloablatif sont actuellement en émergence. Les premiers résultats cliniques très encourageants suggèrent un développement de cette stratégie thérapeutique. Cependant, cette technologie de greffe basée sur l’éradication de l’allo-réactivité cellulaire anti-hôte dès le 3ème jour entraine une immunodépression pendant plusieurs jours, sujette aux infections virales notamment. L’’immunotolérance induite par les molécules HLA-G et HLA-E a été montrée pour participer à l’évasion de certains virus. Cette susceptibilité ou résistance virale induite était dépendante de leur polymorphisme impactant soit leur expression soit leur capacité à induire une réaction immunitaire. De plus, plusieurs auteurs ont mis en évidence, dans des greffes géno-identiques ou des greffes phéno-identiques, que les polymorphismes HLA-E notamment sont associés au risque infectieux après greffe et à la survenue de GVH aiguë ou chronique.

Ainsi, l’objectif de cette étude est de déterminer la relevance clinique du statut génétique HLA-G/HLA-E du couple donneur/receveur dans les greffes haplo-identiques sans T-déplétion avec traitement par cyclophosphamide à J3-J4. Il s’agit d’une étude rétrospective sur 7 mois portant sur des patients adultes bénéficiant d’une greffe haplo-identiques dont les données cliniques et au moins un culot sec des couples donneur/receveur sont disponibles au Centre de Ressource Biologique «CRYOSTEM».

En pratique, cette étude se déroulera au sein du laboratoire HLA de l’EFS dirigé par le Dr Christophe Picard et du service « Biologie des Groupes Sanguins » codirigé par le Dr C. Picard et le Dr P. Bailly, selon les points suivants

i) Extraction des ADNs à partir des culots secs et les aliquoter

ii/ Réalisation des typages HLA classiques, HLA-G et HLA-E ainsi que des régions régulatrices de HLA-G chez les donneurs/receveurs par deux techniques NGS permettant de détecter l’ensemble des polymorphismes sur tous les gènes, une développée au sein du groupe de « Biologie des Groupes Sanguins » et une commerciale (NGS-Go, EFS)

iii/ Détermination in silico des allèles et des haplotypes HLA-G iv/Analyse statistique de l’impact de des polymorphismes et des haplotypes HLA-G et/ou HLA-E chez le donneur et le receveur et de leur compatibilité sur la NRM, la survenue d’infection virale, la survie globale, la survie sans rechute, la maladie aigue et chronique du greffon contre l’hôte.

Cette étude pourra contribuer à introduire des critères supplémentaires dans l’algorithme de sélection du donneur et aussi de proposer une stratégie thérapeutique différente en fonction du statut HLA non classiques pour les patients ayant reçu une greffe haplo-identique.

Equipe de recherche
Dr Christophe Picard  (UMR 7268 ADÈS Aix Marseille University / EFS/ CNRS Marseille)

Key figures
Durée du projet: 7 mois
Nombre de patients impliqués: 330
Nombre total d’échantillons: 660 (Culot leucocytaire)
Coût des ressources biologiques : 31,450.00 €
Budget total : 116,600.00 €

Évaluation des expressions PD-1 et PD-L1: implication dans la réponse immunitaire post-alloHCT

Les hémopathies malignes sont traitées essentiellement par chimiothérapies et thérapeutiques ciblées. Malgré les avancées et le développement de nouveaux médicaments, certains de ces pathologies présentent des résistances ou des risques importants de rechute faisant discuter l’utilisation des greffes de cellules souches hématopoïétiques (CSH). L’allogreffe de CSH, en utilisant les cellules d’un autre donneur, a pour principal objectif d’avoir un effet anti-tumoral par l’apport d’un nouveau système immunitaire occasionnant, ou restaurant, une immunité anti-tumorale. C’est l’effet dit du « greffon contre la maladie». Si c’est effet est clairement démontré, on constate que toutes les hémopathies n’ont pas forcément la même sensibilité à cet effet, sans pour l’instant avoir de réelle explication.

Récemment, une protéine (PD1) correspondant à un récepteur sur les cellules immunitaire, en particulier les lymphocytes T, a été décrite comme un régulateur de l’immunité en limitant l’emballement du système. Ce récepteur est régulé par 2 protéines sécrétées (PD-L1 et PD-L2) par certaines cellules au moment de l’activation de la réponse immunitaire.

Ce système a été montré comme défaillant dans de nombreux types de cancer, notamment certaines hémopathies comme le lymphome de Hodgkin. Une expression anormale de PD-L1, en particulier, occasionne une inhibition de la réponse immunitaire, permettant au tissu cancéreux de poursuivre son développement. Cette constatation a permis le développement de nouvelles molécules ciblant le couple PD1/PD-L1 à des fins thérapeutiques. Des résultats sont décrits notamment dans le mélanome et plusieurs sont en cours avec des résultats encourageants dans les hémopathies, comme dans le Hodgkin.

Après allogreffe de CSH, dans des modèles expérimentaux, le couple PD1/PD-L1 semble participer en modulant la réponse lymphocytaire du donneur. Une expression trop importante de PD-L1 entraine une diminution de la réaction du greffon contre l’hôte, réaction occasionnant des lésions au niveau de certains organes normaux, mais aussi en diminuant la réaction du greffon contre la maladie, objectif thérapeutique de la greffe.

Actuellement, en dehors de données dans des modèles murins, il n’existe pas de données précises chez l’homme concernant le niveau d’expression de PD1/PD-L1 et l’interaction au moment d’une greffe de CSH. On sait que l’utilisation de thérapies anti-PD1 ont été utilisée après allogreffe avec des résultats variables mais au risque de développer des réaction de réaction du greffon contre l’hôte grave.

L’objectif de notre étude est de prendre un panel assez large de patients allogreffés pour diverses hémopathies malignes (un groupe de lymphome et un groupe de de leucémie aiguë myéloïde) et d’étudier le niveau d’expression de PD1 et PD-L1 dans le sang et les cellules immunitaires avant et après greffe et de voir si on peut trouver une corrélation avec le taux de réaction du greffon contre l’hôte et la rechute.

Equipe de recherche
Dr Jérome Cornillon  (Service d’Hématologie Clinique, Institut de Cancérologie Lucien Neuwirth, CHU Saint Etienne)

Key figures
Durée du projet: 1 an
Nombre de patients impliqués: 60
Nombre total d’échantillons: 540 (Plasma, Cellules en DMSO)
Coût des ressources biologiques : 17,617.00 €
Budget total : 48,817.00 €

Cartographier le système immunitaire du donneur et du receveur dans le cadre d'une greffe de moelle

La greffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) est un traitement majeur de hémopathies malignes ou des anomalies congénitales et acquises de l’hématopoïèse. Cependant, elle reste associée à une forte mortalité et morbidité. La réaction du greffon contre l’hôte (GVH) est une des principales complications pouvant survenir au décours d’une allogreffe de CSH.

La plupart des données qui concernent la physiopathologie de la GVH aigue ou chronique sont issues de modèles murins, et reste le plus souvent difficilement transposables à l’homme. Les avancées récentes de la biologie fondamentale ont ouvert la voie au développement de biomarqueurs dans le but de prédire la survenue ou la sévérité de la GVH. Néanmoins, la signification de ses marqueurs en terme de physiopathologie de la GVH reste mal documentée et les travaux ayant cherché à déterminer le rôle de ses marqueurs dans des modèles animaux ont donné des résultats contradictoires.

Pour cette raison, la compréhension des mécanismes physiopathologiques de la GVH ou de l’établissement d’une tolérance immunologique entre donneur et receveur chez l’Homme est un enjeu majeur pour l’amélioration de la prise en charge des patients. Le but de ce projet est d’améliorer notre compréhension des mécanismes immunologiques mis en jeu dans l’initiation de la GVH ou dans l’établissement de la tolérance après une allogreffe de CSH. La complexité de la réaction allogénique entre donneur et receveur, et son évolution au cours du temps, est un phénomène qui n’a été étudiée que de façon parcellaire, principalement en raison des limites techniques des méthodes mises en oeuvre pour l’étude du phénotypage des cellules du système immunitaire et des mécanismes de régulations qui s’établissent entre ces cellules.

Notre objectif principal est de mettre à profit les techniques récentes de cytométrie de masse pour l’étude du système immunitaire du donneur et du receveur, dans différentes situations après la greffe : absence de GVH à court et long terme, survenue de la GVH aigue ou chronique, établissement de la tolérance à long terme. Cette technique de phénotypage multidimensionnelle, combinée à l’utilisation des algorithmes d’apprentissage automatisée appliqués à la cytométrie, nous permettrons d’identifier les populations cellulaires dont le nombre, le phénotype ou l’état d’activation varie en fonction de ces différentes conditions. L’avantage des analyses mathématiques semi-supervisées réside dans leur capacité à tenir compte de l’ensemble des variations du système au sein d’un groupe de patients et entre les groupes de patients, et d’établir des modèles prédictifs tenant compte de l’ensemble de ces variations.

Cette approche sera combinée à une analyse du profil d’expression génique des populations d’intérêt par la technique de NanoString qui permet la quantification de l’expression des gènes à partir de faibles quantités d’ARN. Enfin, nous réaliserons une étude du métabolome des patients et des donneurs, afin d’identifier les voies métaboliques significativement modulées entre les différents groupes de patients.

Ce travail permettra ainsi d’établir une cartographie globale du système immunitaire du donneur et du receveur, en fonction de la survenue ou non de la GVH et de l’établissement ou non d’un état de tolérance. Cette vision globale des modifications biologiques associées à la greffe de cellules souches hématopoïétiques aura pour avantage de mettre en évidence les mécanismes immunologiques clés de la GVH et de la tolérance chez l’Homme, et ainsi de fournir de nouvelles pistes pour la recherche fondamentale ou l’identification de cibles thérapeutiques ou prédictives des complications post-allogreffe.

Equipe de recherche
Dr David Michonneau (Service d’hématologie Hôpital Saint-Louis, Paris)

Key figures
Durée du projet: 2 ans
Nombre de patients impliqués: 130
Nombre total d’échantillons: 1965 (Plasma, Cellules en DMSO)
Coût des ressources biologiques : 47,900.00 €
Budget total : 345,590.00 €

Prévenir et maîtriser les risques de complications respiratoires chez les patients greffés (AlloZithro)

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (allo-HSCT) est un traitement majeur des hémopathies malignes, qui repose sur l’effet anti-tumoral des cellules T du donneur (effet du greffon contre la leucémie ou GVL). Ces cellules T sont capables de développer une réponse immunitaire anti-tumorale efficace qui diminue le risque de rechute des hémopathies malignes après une greffe et permet d’obtenir une guérison chez les patients greffés. Néanmoins, ce traitement est associé à une complication sévère appelée réaction du greffon contre l’hôte (GVH). La GVH survient lorsque ces mêmes cellules T s’attaquent aux tissus sains du receveur. Un des organes atteint par la GVH après une greffe est le poumon. Cette atteinte peut être extrêmement sévère et entrainer un déclin progressif des fonctions respiratoires avec une perte importante de la qualité de vie et pouvant aller jusqu’au décès des patients.

Récemment, notre équipe a conduit un essai clinique randomisé contre placebo, en double aveugle, multicentrique, nommé ALLOZITHRO, dont l’objectif était d’évaluer l’effet d’un antibiotique, l’azithromycine (AZM), sur la prévention du déclin de la fonction respiratoire après une allo-HSCT. Cet essai a été arrêté prématurément en raison d’une augmentation des rechutes dans le bras AZM, sans impact sur l’incidence de la GVH. Ces résultats suggèrent que l’AZM pourrait avoir un effet inattendu sur la réponse anti-tumorale après une allogreffe.

L’objectif de ce projet est donc de déterminer les mécanismes biologiques responsables de l’augmentation du risque de rechute après une allogreffe chez les patients traités par AZM. L’objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes des rechutes chez les patients traités par AZM. Trois hypothèses potentiellement liées pourraient expliquer l’augmentation des rechutes : (1) un effet inhibiteur direct de l’azithromycine sur les cellules immunitaires et leur capacité à développer une réponse anti-tumorale, (2) une modulation de la réponse anti-tumorale liées aux altérations du microbiote digestif par l’azithromycine et (3) une inhibition de la réponse anti-tumorale liée à des modifications du métabolisme cellulaire des patients. Nous disposons des échantillons sanguins et de selles pré- et post-greffe de patients inclus dans le protocole ALLOZITHRO. Nous déterminerons chez les patients traités par AZM ou placebo : (1) les caractéristiques des cellules du système immunitaire en utilisant la cytométrie de flux multiparamétrique, (2) les caractéristiques du microbiote bactérien et viral intestinal en utiilsant des tehcniques de séquençages à haut débit, (3) l’ensemble des métabolites circulants, intracellulaires et fécaux des receveurs, afin de déteminer l’impact de l’azithromycine sur le métabolisme cellulaire. Nous évaluerons ainsi l’état immunologique et microbiologique des patients, ainsi que les relations entre le microbiote et le système immunitaire.

La compréhension du rôle de l’AZM sur les rechutes post-allogreffe et de façon générale sur l’immunité anti-tumorale aura un impact clinique majeur en améliorant notre compréhension des risques associés à la prise d’AZM. En effet, l’AZM est utilisé dans de nombreuses autres indications hors de la greffe de CSH, notamment chez les patients atteints de bronchopneumopathie chronique, et il apparait fondamental de déterminer si l’exposition à cet antibiotique pourrait favoriser l’apparition de complications tumorales chez les patients exposés au long cours.

Equipe de recherche
Pr Anne Bergeron et Dr David Michonneau (Service d’hématologie Hôpital Saint-Louis, Paris)

Key figures
Durée du projet: 2 ans
Nombre de patients impliqués: 480
Nombre total d’échantillons: 1573 (Plasma, Culot leucocytaire, Cellules en DMSO)
Coût des ressources biologiques : 43,192.00 €
Budget total : 475,892.00 €

Séquençage des exomes de couple patient / donneur pour prédire la survenue d'une GvH lors d'une greffe de moelle

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques reste la seule option curative dans de nombreuses hémopathies malignes. L’incompatibilité entre le donneur et le receveur est la clé de l’efficacité thérapeutique de la greffe de CSH par l’effet anti tumoral (Graft Versus Leukemia (GVL)) où les cellules immunitaires du donneur vont détruire les cellules tumorales du receveur présentant des protéines/peptides différents du « soi » du donneur. Cependant, l’allogreffe de CSH se complique dans 1 cas sur 2 de réaction du greffon contre l’hôte (GVHD, Graft-Versus-Host Disease), définie comme un syndrome dans lequel les cellules immunocompétentes du donneur reconnaissent et attaquent les tissus de l’hôte par le même mécanisme d’allo-réactivité que l’effet GVL. La GVHD est classiquement divisée en GVHD aiguë, plus précoce et caractérisée par des manifestations inflammatoires aigües et en GVHD chronique (cGVHD) plus tardive caractérisée par des manifestations inflammatoires et fibrosantes des tissus du receveur.

La principale incompatibilité génétique responsable de cette alloréactivité en greffe de CSH (et en transplantation d’organe) est l’incompatibilité des molécules HLA-A, -B, -C, -DR, ou-DQ entre le donneur et le receveur. Afin de bénéficier d’un effet GVL et d’éviter au maximum un effet GVH très délétère pour le receveur, le meilleur donneur est un donneur possédant les mêmes molécules HLA que le receveur. Ce donneur peut-être apparenté (fratrie) ou non apparenté. Dans ces deux cas, malgré la compatibilité HLA (10/10), l’allogreffe de CSH peut entraîner une réaction du greffon contre l’hôte.

Grâce aux avancées technologiques, il est désormais possible de comparer la composition des protéines de deux individus en étudiant les séquences de leurs gènes qui codent les protéines (appelé exome).

Le premier objectif de notre projet est de déterminer un score qui permettrait de « quantifier » les différences protéiques de deux individus. Nous faisons l’hypothèse que plus ce score est élevé entre un donneur et un receveur, plus le receveur a de risques de développer de la GVH, car les cellules immunocompétentes du donneur ont plus de « chance » de reconnaitre une protéine du receveur différente des siennes et ainsi d’attaquer les cellules du receveur qui les expriment.

Si cela s’avère vérifié, cette indice prédictif de GVH permettrait soit de choisir le meilleur donneur (en cas de plusieurs donneurs potentiels), soit d’adapter le traitement préventif de la GVH chronique en fonction du risque de survenue.

Le second objectif de notre projet est d’identifier précisément les protéines mises en cause dans la GVH des receveurs. En effet, toutes les GVH ne s’expriment pas de le même façon. Certaines sont dirigées contre les cellules de l’intestin, d’autres contre les cellules du foie, ou de la peau. Nous faisons l’hypothèse que les protéines qui seront identifiées comme responsables de la GVH ont des expressions tissulaires différentes et que cette différence d’expression peut expliquer les différents aspects cliniques

Equipe de recherche
Pr Marie-Thérèse Rubio et Dr Alice Aarnink (Service hématologie du CHU de Nancy – Hopitaux de Brabois)

Key figures
Durée du projet: 3 ans
Nombre de patients impliqués: 50
Nombre total d’échantillons: 150 (Culot leucocytaire)
Coût des ressources biologiques : 4,006.00 €
Budget total : 46,777.00 €

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l’objectif du HTC PROJECT

est de comprendre mais aussi de mieux prédire et traiter

toutes les complications de l’allogreffe de CSH

Le HTC Project est un fonds de dotation créé à l’initiative de CRYOSTEM en 2017 pour financer un programme de recherche international sur les complications de la greffe de cellules souches hématopoïétiques

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