Il est évident que tous les nouveaux médicaments ou biothérapies devront d'abord avoir prouvés leur intérêt thérapeutique et être testés (tests de sécurité) chez les modèles animaux précliniques avant leur validation humaine au cours des essais cliniques. L'expérimentation chez l'homme est éthiquement inacceptable. Cependant, les modèles d'expérimentation animale actuels sont décevants pour prédire l'efficacité des protocoles de biothérapie chez l'homme, puisque moins de 1% des médicaments candidats issus de validation expérimentale animale ont pu être reconfirmer pour leurs activités au cours des essais cliniques humains. Ceci représente un réel goulot d'étranglement face à un besoin grandissant de médicaments ou de traitements efficaces contre un grand nombre de maladies. Améliorer la fiabilité des prédictions des réponses humaines dans les modèles actuels est une nécessité essentielle pour réduire au maximum les échecs lors d'essais cliniques et éviter des souffrances additionnelles pour les malades.
L'équipe concentre ses recherches dans le développement de nouveaux modèles animaux d'expérimentation préclinique adéquats permettant une évaluation sécurisante (innocuité) d'utilisation humaine et une efficacité réelle du potentiel thérapeutique pour les patients. Ces modèles seront hautement prédictifs des réponses humaines qui seront observables chez l'homme en recherche clinique.
Création de modèle de validation préclinique « Humamice » pour le développement de thérapies de cellules souches appliqués à la Médecine régénérative
Les progrès de recherche sur les cellules souches pluripotentes induites iPSCs ouvrent un réel espoir d'une thérapie curative en médecine régénérative. La maitrise technologique consistant en la création de cellules en quantité illimitée en laboratoire à partir de cellules souches a permis de surmonter l'obstacle majeur en thérapie cellulaire de disposer d'un nombre suffisant de cellules pour des greffes effectives et qui ne pose pas de problèmes éthiques liés à l'utilisation de cellules souches embryonnaires.
L'évaluation actuelle du potentiel thérapeutique des iPSCs est réalisée chez des souris immunodéficiente où, les cellules issues des iPSCs sont montrées fonctionnelles. Cependant, en même temps d'une réparation, se développe aussi de tumeurs cancéreuses (tératocarcinomes). Ceci s'explique en partie par l'absence d'une surveillance immunitaire de ces modèles. La multiplication intensive des cellules pour constituer un tissu favorise l'accumulation de mutations acquérant des propriétés cancéreuses. Ces mutations seront éliminées si la présence d'une surveillance immunitaire efficace du receveur. En tout cas, si un risque de développement de cancer existe, il n'est pas acceptable d'appliquer cette thérapie cellulaire chez des patients.
Ce projet tente de répondre à ce besoin en développant un modèle-animal d'expérimentation exploratoire permettant une évaluation sécurisante (innocuité) et l'efficacité réelle du potentiel thérapeutique des cellules iPSCS comme une thérapie cellulaire réparatrice humaine.
L'avis unanime des experts mondiaux en la matière est d'optimiser les modèles actuels sur le respect de l'activité biologique et immunologique de spécificité humaine et non murine. Une solution possible consiste à l'expression des molécules HLA humaines chez ces souris pour assurer une éducation thymique humaine (universalité de la règle d'or en transplantation : le respect de la compactibilité HLA entre le donneur et le receveur).
Le projet HUMAMICE répond totalement à cette recommandation.
Création d'un modèle préclinique de tumeur spontanée (HLA-A2/DR1/IAβ°/β2m°/HPV-E6) chez la souris humanisée pour les molécules HLA de classe I et II pour la recherche translationnelle en cancérologie ciblant ces molécules HPV-E6.
Les modèles expérimentaux animaux actuels ne sont pas prédictifs des réponses humaines. En effet, nous savons que les réponses cellulaires humaines sont exclusivement restreintes aux complexes HLA alors que les réponses murines sont restreintes aux complexes CMH H-2. Ainsi, les déterminants antigéniques (les épitopes T) présentés par les complexes HLA sont différents de ceux présentés par les complexes CMH H-2. Cette différence peut rendre compte de notre échec en clinique humaine. Par ailleurs, la plupart des expérimentations se sont réalisées chez les souris saines - dans des situations optimales pour le développement de vaccins préventifs alors que la situation des malades porteurs de tumeurs malignes comme celle des patients d'une infection chronique sont très différentes. Où il y a une défaillance du système immunitaire à éliminer les cellules pathologiques. L'expérimentation chez des souris saines ne reflète pas l'état physiologique réel de nos patients et qui ne sont adopté pour le développement de l'immunothérapie thérapeutique ou vaccin curatifs efficaces, qui devraient être capable d'inverser de cette statut immunitaire.
Dans ce projet, nous nous efforçons d'améliorer les modèles d'expérimentation animale actuels dans le but d'atteindre les 2 objectifs majeurs cités ci-dessus. A savoir, une souris « humanisée » qui possède un système immunitaire fonctionnel de spécificité humaine (c'est à dire restreints aux complexes HLA) et capable de prédire fidèlement les réponses humaines. Par ailleurs, ces souris développent spontanément des tumeurs cancéreuses, simulant la situation physiologique réelle du patient cancéreux. Ce modèle permettra aux chercheurs d'expérimenter des protocoles pour sélectionner les thérapies efficaces
Le présent projet consiste à créer ce nouveau modèle expérimental de souris humanisée et qui développe spontanément de tumeurs cancéreuses HPV-E6+. Il s'agit de la souris « HLA-A2+/+DR1+ /+/IAβ°β2m°/HPV-E6+/+ ».
Création des souris HLA-A2/DR1/IAβ°/β2m°/FoxP3-GFP comme un modèle d'expérimentation pré clique associé aux techniques d'imagerie
Nous avons obtenus des souris HLA-A2/DR1/IAβ°/β2m°. Ces souris humanisées HLA transgéniques récapitulent avec précision les réponses immunitaires humaines (réponses HLA restreint). Nous savons que les lymphocytes T régulatrice (CD4+Fox-P3+) jouent un rôle essentiel dans la mobilisation des lymphocytes B productrice d'anticorps protectrices et/ou dans l'activation optimale des lymphocytes T cytotoxique dans l'élimination des cellules anormales.
Dans ce projet de création de souris HLA-A2/DR1/IAβ°/β2m°/FoxP3-GFP, nous voulons rendre les lymphocytes T régulatrices CD4+ de ces souris auto-fluorescentes en exprimant la protéine Green Fluorescent Protéine (GFP). En l'associant aux progrès techniques en imagerie, il nous permettra de mieux étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués in vivo de l'immunité protecteur. Elle favorise l'application en conformité avec les exigences de remplacement, de réduction et de raffinement, en permettant un cinétique de suivi immunologique non invasif chez ces souris.
Chercheurs :
Dr Yu Chun LONE (Chef d'équipe)
Dr Guy DUC HUYNH-THIEN
Doctorants :
Mr Chaobin ZHU
Melle Ye FAN
Melle Yang ZENG
M2 : Melle Xinyue WANG
Brevets
- Lone et al. brevet EP N°1130998.5 (29 july 2011)
« Humanized HLA-A2 / HLA-DP4 transgenic mice and uses thereof as an experimental model for biomedical research and development»
- Lone et al. DI 2006-05
Méthode et procedé pour comparaison de la capacité in vivo d'un épitope CD4 à moduler la réponse cytotoxique T CD8.
- Lone et al DI 2006-10
Epitopes HLA-DR1 restreint de la protéine Hbs du VHB afin développer une nouvelle stratégie vaccinale et outil permettant le suivi de la réponse spécifique.
- Lone et al. DI 2004--02 lié à DI 2003-32,
Méthode d'évaluation de la capacité protective de reponses immunité cellulaire à l'aide des souris HLA-A2/HLA-DR1/Iab°/b2m°
- Lone et al DI 2004--059, FR/05.02.211 extension PCT/FR2006/000502
Souris Transgènique et leurs applications comme modèle experimental
- Lone et al DI 2004—051 PCT/FR2006/050167
Epitopes HLA-DR1 de p24 HIV et vaccin
- Lone et al. DI 2003-32, PCT 22,852
Transgenic mice having a human major histocompatibility complex (MHC) phenotype, experimental uses and applications
Publications
1. Zhitao Ru, Wenjun Xiao, Anthony Pajot, Zhihua Kou, Shihui Sun, Bernard Maillere, Guangyu Zhao, David M. Ojcius, Yu-chun Lone and Yusen Zhou.
Development of a Humanized HLA-A2.1/DP4 Transgenic Mouse Model and the Use of This Model to Map HLA-DP4-restricted Epitopes of HBV Envelope Protein
PLoS One. March 2012 / Volume 7 /Issue 3 / e32247
2. Gao DY, Jin GD, Yao BL, Zhang DH, Gu LL, Lu ZM, Gong Q, Lone YC, Deng Q, Zhang XX.
Characterization of the Specific CD4 T Cell Response against the F Protein during Chronic Hepatitis C Virus Infection.
PLoS One. 2010 Dec 6;5(12):e14237.
3. Zhao G, Sun S, Du L, Xiao W, Ru Z, Kou Z, Guo Y, Yu H, Jiang S, Lone YC, Zheng BJ, Zhou Y.
An H5N1 M2e-based multiple antigenic peptide vaccine confers heterosubtypic protection from lethal infection with pandemic 2009 H1N1 virus.
Virol J. 2010 Jul 12;7:151.
4. Bayard F, Malmassari S, Deng Q, Lone YC, Michel ML.
Hepatitis B virus (HBV)-derived DRB1*0101-restricted CD4 T-cell epitopes help in the development of HBV-specific CD8+ T cells in vivo.
Vaccine. 2010 May 14;28(22):3818-26
5. Deng Q, Mancini-Bourgine M, Zhang X, Cumont MC, Zhu R, Lone YC, Michel ML
Hepatitis B virus as a gene delivery vector activating foreign antigenic T cell response that abrogates viral expression in mouse models.
Hepatology. 2009 Nov;50(5):1380-91.
6. Pajot A, Sc, Ojcius DM, Autran B, Lemonnier FA, Lone YC.
The Th1 immune response against HIV-1 Gag p24-derived peptides in mice expressing HLA-A02.01 and HLA-DR1
Eur J Immunol. 2007 Sep;37(9):2635-44
7. Pajot A, Lemonnier FA and Lone YC.
Identification of novel HLA-DR1-restricted epitopes from the hepatitis B virus envelope protein in mice expressing HLA-DR1 and vaccinated human subjects.
Microbes and Infection 2006, 8: 2783-2790
8. Pajot A, Lemonnier FA and Lone YC.
In vivo experimental mice model of Human Immune Function : HLA-A2.1-/HLA-DR1-transgenic H-2 class I-/class II-knock-out mice.
Eur J.Immunol. 2004. 34: 3060–3069