Effet thérapeutique des vésicules extracellulaires isolées à partir de cellules stromales mésenchymateuses dans la sclérodermie systémique

Therapeutic effect of extracellular vesicles derived from mesenchymal stromal cells in systemic sclerosis

• Auteur / Autrice : Pauline Rozier
• Direction : Philippe Guilpain, Danièle Noël
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 01/04/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut en médecine régénératrice et de biothérapie (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Cécile Gauthier-Rouvière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Guilpain, Danièle Noël, Cécile Gauthier-Rouvière, Florence Sabatier-Malaterre, Sébastien Banzet, Jean-Luc Cracowski
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Florence Sabatier-Malaterre, Sébastien Banzet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vésicules extracellulaires

Cellules stromales mésenchymateuses

Sclérodermie généralisée

Mots clés libres

Sclérodermie systémique

Cellules stromales mésenchymateuses

Vésicules extracellulaires

MiR-29a-3p

TGFβ1

Fibrose

Systemic sclerosis

Mesenchymal stromal cells

Extracellular vesicles

MiR-29a-3p

TGFβ1

Fibrosis

Résumé

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie rare et sévère, caractérisée par une dérégulation des cellules immunitaires, une fibrose et une vasculopathie généralisées. Aucun traitement curatif n’est validé à ce jour. Les cellules stromales mésenchymateuses (CSMs), dont l’efficacité a été démontrée dans plusieurs modèles précliniques de ScS, sont actuellement évaluées dans des essais cliniques. Elles exercent leurs propriétés régénératrices au travers de la sécrétion de médiateurs libérés dans le milieu extracellulaire ou contenus dans des vésicules extracellulaires (EVs). Nous nous intéressons ici au rôle des EVs libérées par les CSMs dans leur effet systémique au cours de la ScS.Dans un modèle murin de ScS induit par des injections d’acide hypochloreux, nous démontrons que les EVs stoppent l’évolution de la maladie au niveau cutané et pulmonaire sur le plan clinique, histologique et moléculaire. Nous identifions miR-29a-3p au sein des CSMs et de leurs EVs et prouvons qu’il est garant de leur effet thérapeutique, en ciblant Dnmt3a et Pdgfr-bb, deux nouvelles cibles identifiées dans la ScS.Nous améliorons l’efficacité thérapeutique des EVs sur les anomalies pulmonaires en pré-activant les CSMs à l’aide d’IFNγ alors que l’augmentation de la quantité d’EVs injectées n’a aucun effet. L’IFNγ module l’expression de molécules immunosuppressives dans les CSMs et leurs EVs, potentialisant ainsi leurs propriétés thérapeutiques.Alors que le rôle des CSMs de patients (CSMs-ScS) dans le développement de la maladie est sujet à débat, nous montrons que les CSMs-ScS inhibent in vitro la prolifération des lymphocytes T de manière similaire à des CSMs saines. En outre, elles sont capables d’améliorer le phénotype myofibroblastique de fibroblastes stimulés par du TGFβ1 qui présentent un comportement similaire à celui de fibroblastes de patients dans le modèle in vitro mis en place.En conclusion, les EVs sont aussi efficaces que les CSMs pour traiter la ScS murine et le pré-conditionnement des CSMs par l’IFNγ améliore leur effet au niveau pulmonaire. Les CSMs de patients conservent leurs fonctions anti-fibrotique et immunosuppressive in vitro et une de nos perspectives est d’évaluer leur efficacité thérapeutique in vivo.

Systemic sclerosis (SSc) is a rare and severe disease characterized by generalized fibrosis, vasculopathy and deregulation of immune cells. No curative treatment is validated to date. Mesenchymal stromal cells (MSCs) are being evaluated in clinical trials as they are effective in several preclinical models of SSc. They exert their anti-fibrotic, pro-angiogenic and immunomodulatory properties through the secretion of mediators contained in extracellular vesicles (EVs). We investigate here the role of EVs released by MSCs in their systemic effect during SSc.In a murine model of hypochlorous acid-induced SSc, we demonstrate that EVs can stop the disease course and improve histological and molecular parameters in skin and lung samples. We identify miR-29a-3p expression in both MSCs and their EVs and prove that miR-29a-3p is responsible for a large part of their therapeutic effect, targeting Dnmt3a and Pdgfr-bb, two novel targets identified in SSc.We improve the therapeutic efficacy of EVs on lung abnormalities in SSc mice by stimulating MSCs with IFNγ before EVs production whereas increasing the amount of injected EVs did not have any benefit. IFNγ modulates the expression of known immunosuppressive factors in both MSCs and EVs, potentiating their therapeutic properties.While the role of MSCs from SSc patients (SSc MSCs) in the development of the disease is debated, we show that SSc MSCs inhibit in vitro T lymphocyte proliferation and improve the myofibroblastic phenotype obtained after fibroblast stimulation using TGFβ1 which display a similar profile as fibroblasts from SSc patients in the in vitro model used here.Overall, MSC-EVs are as effective as MSCs to stop the progression of murine SSc and EVs from IFNγ-preconditioned MSCs improve their beneficial effect in the lungs. SSc MSCs maintain their anti-fibrotic and immunosuppressive properties in vitro and one of our perspectives is to evaluate their therapeutic efficacy in vivo.