Cellules souches dérivées du muscle humain « MuStem » : modalités de préparation in vitro et caractéristiques biologiques pour une application clinique

Human muscle-derived stem cells « MuStem » : in vitro preparation modalities and biological properties for a clinical application

• Auteur / Autrice : Charlotte Saury
• Direction : Laetitia Guevel, Karl Rouger, Bruno Delorme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 15/12/2017
• Etablissement(s) : Nantes, Ecole nationale vétérinaire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laetitia Guevel, Karl Rouger, Bruno Delorme, Christian Dani, Danièle Noël
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christian Dani, Danièle Noël

Mots clés

Mots clés libres

Dystrophies musculaires

Thérapie cellulaire

Cellules souches

Cellules MuStem

Bonnes pratiques de fabrication

Muscular dystrophies

Cell therapy

Stem cells

MuStem cells

Good manufacturing practices

Résumé

La découverte de cellules souches adultes (CSAs) à potentiel myogénique est à l’origine de nouveaux espoirs pour le traitement des dystrophies musculaires (DMs). L’UMR a identifié une population de CSAs résidentes du muscle, nommées MuStem, et fait la preuve de concept/efficacité de son administration systémique dans le modèle animal cliniquement pertinent de la dystrophie musculaire de Duchenne qui appartient au groupe des maladies orphelines. L’identification de cette population chez l’Homme avec des propriétés phénotypiques et comportementales similaires a conforté son positionnement comme potentiel candidat au traitement des DMs. Cette thèse s’est inscrite dans une démarche préclinique de définition de modalités de préparation in vitro compatibles avec un usage clinique. Des études comparées in vitro ont permis de définir un protocole de production respectant les bonnes pratiques de fabrication par remplacement des produits de grade recherche. L’étude de la signature phénotypique et de l’engagement myogénique in vitro a positionné le sérum humain et le lysat plaquettaire comme alternatives au sérum de veau fœtal pour la culture des cellules hMuStem. En considérant l’équilibre entre la quantité de cellules nécessaire pour les protocoles in vivo et les propriétés biologiques d’efficacité/sécurité, la démarche expérimentale mise en place pour évaluer l’impact du temps d’expansion in vitro a abouti à une amplification maximale de 22-24 doublements au regard de l’hétérogénéité phénotypique et de l’expression de marqueurs de sénescence. Ces résultats ont contribué à améliorer la préparation de l’agent hMuStem en vue d’un essai clinique pour les patients atteints de DMs.

The discovery of adult stem cells (ASCs) with myogenic potential had caused new hopes for the treatment of muscular dystrophies (MDs). UMR PAnTher identified a population of muscle-derived stem cells, named MuStem cells, and provided the proof of concept/efficacy of its systemic delivery in the clinically relevant animal model for the orphan disease Duchenne Muscular Dystrophy. The identification of this population in Human with similar phenotypic and behavioral properties reinforced the positioning of MuStem cell population as potential candidate for the treatment of MDs. This thesis is a part of the preclinical approach toward the definition of clinical-compliant in vitro preparation modalities. First, comparative in vitro studies allowed defining a production process with respect to the good manufacturing practices by replacement of research grade products. A more extensive study of phenotypic signature and in vitro myogenic commitment enabled the positioning of human serum and platelet lysate as alternatives to fetal bovine serum for the stage of in vitro expansion of the hMuStem cell population. Then, according to the balance between the required cell number for the in vivo protocols and the biological properties in terms of efficacy/safety, the experimental approach designed to evaluate impact of ex vivo expansion time revealed an amplification duration that should not exceed 22-24 population doublings regarding phenotypic heterogeneity and expression of senescence markers. Overall, these results contributed to the improvement of hMuStem cell population preparation in the prospect of the implementation of a clinical trial devoted to patients affected by MDs.