TRAITEMENT DE LA REPONSE INFLAMMATOIRE ET DYS IMMUNITAIRE
Domaine technique
La présente invention concerne un médicament et plus particulièrement un médicament pour inhiber ou diminuer la réponse immunitaire et inflammatoire. La présente invention concerne également un médicament pour le traitement des maladies pour lesquelles la réponse immunitaire ou inflammatoire est délétère pour le patient comme la maladie du greffon contre l'hôte, les maladies auto-immunes et les maladies auto-inflammatoires.
Technique antérieure
La régulation du système immunitaire et de l'inflammation est un des buts thérapeutiques à atteindre pour éviter la maladie du greffon contre l'hôte (GvHD) et traiter les maladies auto-immunes et auto-inflammatoires. La GvHD est une complication de la greffe provoquée par la transplantation de cellules hématopoïétiques allogéniques . Actuellement, la stratégie principale pour lutter contre l'apparition de la GvHD ou pour traiter les maladies auto- immunes et auto-inflammatoires consiste à utiliser des immunosuppresseurs (corticoïdes, chimiothérapie) pour induire une immunosuppression générale chez le patient. Toutefois, ces traitements immunosuppresseurs exposent le patient à de possibles infections et à des rechutes de son hémopathie. De nouvelles stratégies sont actuellement à l'étude, notamment l'utilisation de cellules suppressives comme les lymphocytes T régulateurs (Treg) mais à ce jour l'efficacité de cette thérapie n'a pas été démontrée dans des essais cliniques de phase II/III. Un autre type cellulaire connu sous l'acronyme MDSC (pour "myeloid derived suppressor cells") intervient aussi pour réguler
négativement le système immunitaire. Ce sous-type cellulaire est rare ou absent chez les individus en bonne santé et retrouvé en cas de pathologie et notamment en cas de cancer. L'injection de ces cellules a permis chez l'animal de promouvoir la tolérance des greffes après transplantation mais la rareté de ces cellules rend difficile leur utilisation en clinique. La présente invention, propose l'utilisation d'un nouveau sous-type cellulaire de cellules myéloïdes suppressives générées à partir des cellules circulantes isolées du sang des patients et utilisables pour traiter les maladies auto- immunes et auto-inflammatoires et la maladie du greffon contre l'hôte. La présente invention propose également un procédé de préparation, ex vivo, de cette population de cellules immunosuppressives .
Résumé de l'invention
Ainsi la présente invention, concerne notamment une cellule exprimant le CD33, le CDllb, le CD14, le CD163, le CD206, l'HLA-DR, le CD44, le CD31, le CD105 et le CCR5.
Les déposants ont pu générer, ex vivo ces cellules, les caractériser par l'étude de l'expression des molécules citées ci-dessus. Les déposants ont pu également montrer l'utilité de ces cellules dans le cadre du traitement de certaines pathologies dont la neutralisation du système immunitaire du patient à traiter est indiquée.
Dans le cadre de la présente invention, le terme «cellule» fait référence à une cellule eucaryote naturelle ou recombinante. Préférentiellement , ladite cellule est une cellule humaine et encore plus préférentiellement ladite cellule dérive d'une cellule souche hématopoïétique . Le terme «dérive» entend signifier que ladite cellule est issue, directement ou indirectement, de la division d'une
cellule souche hématopoïétique . Les différents marqueurs cités dans le cadre de la présente invention sont bien connus de l'homme du métier. De manière préférée, lesdits marqueurs désignent l'un quelconque des isoformes humains desdits marqueurs. La nomenclature CD (pour cluster of differentiation) , notamment utilisée dans le cadre de cette demande, a été proposée et établie par le 1er groupe de travail et conférence internationale sur les antigènes des leucocytes humains, en réunion à Paris en 1982. La nomenclature en question est maintenue par le HCDM et notamment consultable sur le site de l'association (www . hcdm. org) .
Dans le cadre de la présente invention, le terme « exprime » entend indiquer que la cellule selon l'invention produit les protéines citées. Plus particulièrement, lorsque lesdites protéines sont des protéines membranaires , le terme « exprime » signifie que ladite protéine est exprimée à la membrane cellulaire de ladite cellule. Lorsque ladite protéine est une protéine soluble, le terme « exprime » entend signifier que ladite protéine est exprimée vers le domaine extracellulaire.
Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, la cellule selon l'invention exprime le CD33, le CDllb, le CD14, le CD163, le CD206, l'HLA-DR, le CD44, le CD31, CD105 et le CCR5. Selon un mode de réalisation préféré, la cellule selon l'invention n'exprime pas les molécules suivantes le CDla, le CD80, le CD86, le CD16, le CD56, le CD3, le CD19, le CD66b, le CCR7et le PDL1.
Selon un mode de réalisation préféré, la cellule selon l'invention exprime le CCL2, et l'IL-6. Selon un mode de réalisation préféré, la cellule selon l'invention ne n'exprime pas les suivantes l'IL-4, l'IL-5, l'IL-12p70, le
TNF- , l'IL-Ιβ, le CCL20, l'IFNy, le granzyme B, le FasL soluble, le TGF-β.
La présente invention concerne également une cellule selon l'invention pour utilisation comme médicament. L'utilisation possible comme médicament de la cellule selon l'invention a été notamment démontrée dans un modèle expérimental de la maladie du greffon contre l'hôte et peut être étendue à toutes les pathologies où une neutralisation temporaire du système immunitaire peut être souhaitée. Ainsi, la présente invention concerne également l'utilisation de la cellule selon l'invention pour le traitement de la maladie du greffon contre l'hôte, des maladies auto-inflammatoires comme l'artérite giganto- cellulaire (Maladie de Horton) , la polyarthrite rhumatoïde, les maladies auto-immunes et le rejet de greffe. La présente invention concerne également une composition comprenant une cellule selon l'invention et un véhicule pharmaceutiquement acceptable. Parmi les vecteurs pharmaceutiquement acceptables on peut citer le sérum physiologique, le PBS, le glUCOSG 5% le RPMI.
La présente invention concerne également une cellule selon l'invention pour induire l'augmentation des lymphocytes T CD8 régulateurs.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « augmentation » fait référence à une augmentation de la prolifération.
La présente invention concerne également une cellule selon l'invention pour induire une inhibition de la prolifération des lymphocytes T effecteurs.
La composition selon l'invention peut comprendre en outre toutes drogues nécessaires dans le cadre du traitement envisagé. Préférentiellement , ladite composition comprend entre 1 X 107 et 1 X 108 cellules par injection et
un nombre d'injections de 1 à 20 injections en fonction de la tolérance et de la réponse.
Les cellules selon l'invention peuvent être injectées chez le patient par toutes les voies connues de l'homme du métier. Parmi celles-ci, la voie intraveineuse est préférée .
La présente invention concerne également un procédé de préparation d'une cellule selon l'invention comprenant les étapes consistant à :
- (i) cultiver des monocytes en présence d'IL-6 et de
GM-CSF.
- (ii) isoler dans les cellules obtenues à l'issue de l'étape précédente, les cellules exprimant le CD33.
Selon un mode de réalisation alternatif de la présente invention, l'étape (ii) peut être omise.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape (i) est réalisé en l'absence de tout autre chemokines, cytokines et facteurs de croissance humain.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention les monocytes sont cultivés à l'étape (i) en l'absence d'IL-4.
Selon un autre mode de réalisation plus préféré de l'invention les monocytes sont cultivés à l'étape (i) en 1' absence d'IL-l, d'll-3, de TNF, de SCF, d'EPO et d'IFN-g.
Selon un autre mode de réalisation plus préféré de l'invention les monocytes sont cultivés à l'étape (i) en l'absence d' IFNy, d' IL-2 et d'une chemokine ou d'une combinaison de chemokines choisies parmi le CCL2, le CCL3, le CCL4, le CCL8 et le CXCL10.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé selon l'invention ne comprend pas d'étapes supplémentaires .
Les monocytes proviennent préférentiellement du sang périphérique du patient à traiter, ou du sang de volontaires sains allogéniques .
Les monocytes peuvent être obtenus préférentiellement en utilisant 2 techniques, soit après isolation magnétique des cellules exprimant le CD14, soit à partir des cellules CD34+ isolées du sang périphérique par tri magnétique puis multipliées lors d'une culture en présence de « CD34 expansion médium » puis différentiées en monocytes lors d'une culture en présence de M-CSF.
(ii) après 7 jours de culture, isoler par tri magnétique à partir des cellules obtenues à l'issue de l'étape précédente, les cellules exprimant le CD33.
L'homme du métier connaît bien les techniques permettant d' isoler les cellules en fonction de leurs phénotypes. Lesdites techniques utilisent habituellement des anticorps, éventuellement marqués, spécifiques desdits phénotypes puis une technique permettant de séparer les cellules ayant fixé lesdits anticorps des autres cellules.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention est remarquable en ce que l'étape (ii) consistant à isoler les cellules exprimant le CD33 est réalisée via un trieur de cellules.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention est remarquable en ce que l'étape (ii) consistant à isoler les cellules exprimant le CD33 est réalisé via des billes magnétiques.
L'étape (i) consistant à cultiver des monocytes en présence d'IL-6 et de GM-CSF peut être mise en œuvre dans les conditions de culture habituellement utilisées pour ce type de cellules. Préférentiellement , les cellules sont maintenues à 37°C et 5% de CO2 dans un milieu de culture adéquat. Préférentiellement ledit milieu de culture est du
RPMI1640. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention est remarquable en ce que l'IL-6 présent dans le milieu de culture à l'étape (i) est compris entre 5 et 15ng/ml et tout à fait préférentiellement entre 8 et 12ng/ml. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention est remarquable en ce que le GM-CSF présent dans le milieu de culture à l'étape (i) est compris entre 5 et 15ng/ml et tout à fait préférentiellement entre 8 et 12ng/ml. La concentration de GM-CSF et d'IL-6 indiquée est la concentration initiale dans le milieu de culture au moment de sa mise en contact avec les cellules. Avantageusement, ledit milieu de culture est renouvelé régulièrement tous les 2 ou 3 jours. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention est remarquable en ce que l'étape (i) est effectuée pendant une période comprise entre 4 et 10 jours et tout à fait préférentiellement de 7 jours. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé de préparation selon l'invention est remarquable en ce que l'étape (i) est effectuée à 37°C.
Description des modes de réalisation Matériel et méthodes
- Préparation des cellules selon l'invention
Les cellules mononucléaires du sang périphérique ont été isolées chez des donneurs sains ou chez les patients à traiter en utilisant 2 techniques. La première technique consiste à réaliser une centrifugation du sang périphérique sur gradient de Ficoll, récupérer les PBMC (pour cellules mononucléées du sang périphérique) , puis isoler les monocytes par tri magnétique en utilisant l'anticorps anti-
CD14 couplé à une bille magnétique. La seconde consiste à isoler du sang périphérique les cellules exprimant le CD34 par tri magnétique, puis à cultiver ces cellules en présence de milieu favorisant leur multiplication (CD34 expansion médium) , puis à les différencier en les cultivant en présence de M-CSF.
Les monocytes ont été ensuite cultivés à une concentration de 5.106 cellules/ml dans du RPMI1640, supplémentés par 10% de Sérum de veau fœtal, 10ng/ml de GM- CSF et 10ng/ml d'IL-6 pendant 7 jours, le milieu étant renouvelé tous les 3 jours. Les cellules selon l'invention ont été ensuite purifiées, après marquage avec un marqueur spécifique du CD33, via un trieur de cellule. - Test de prolifération cellulaire
Des lymphocytes T, des lymphocytes T CD4+CD25- et des lymphocytes T CD4+CD25+ ont été marquées par le kit "Cell trace Violet cell prolifération kit" (Cell Trace, Carlsbad, CA) . Les cellules marquées sont cultivées en présence de billes recouvertes d' anti CD3/anti CD28 (Dynabeads, Invitrogen, Cergy Pontoise, France) avec ou sans les cellules selon l'invention. La prolifération des lymphocytes T a été détectée par cytométrie en flux. - Analyse morphologique
L'analyse morphologique des cellules selon l'invention a été effectuée après un marquage Wright/Giemsa .
- Dosage des Cytokines
La concentration en IFN-γ, TNF- , IL-10, IL-6 et TGF- β a été déterminée dans le surnageant de culture des cellules cultivées par la technique ELISA.
Modèle animal de la maladie du greffon contre
1' hôte
Des souris NOD/SCID/IL2RYC-/- (Jackson Laboratory) , âgées de 8 à 12 semaines, ont reçu en intraveineux des cellules mononucléées du sang périphérique (20.106 cellules par souris) avec ou sans cellules selon l'invention (5.106 cellules par souris) . Le mélange des cellules est fait juste avant l'injection. La détection des signes de maladie du greffon contre l'hôte a été réalisée tous les 3 jours en aveugle.
- Analyse histologique des lésions de la maladie du greffon contre l'hôte
Les organes prélevés sur les souris traitées ont été fixés dans du formaldéhyde et inclus dans de la paraffine. Des coupes de 5μη sont réalisées et colorées à l'éosine et à 1 ' hématoxyline .
Résultats
Les cellules ainsi obtenues appelées HuMoSC ont les caractéristiques physiques, phénotypiques et fonctionnelles comme décrit ci-dessous.
- Caractère physique des cellules selon l'invention Après coloration par le colorant Wright/Giemsa, les
HuMoSC apparaissent comme une population homogène de cellules mononucléées de grande taille à cytoplasme basophile . - Phénotype des cellules selon l'invention
Les cellules selon l'invention ont un phénotype CD33+CDllb+CD14+CD163+CD206+ HLA-DR+CD44+CD31+CD105+ CCR5+, et expriment faiblement le CCR6.
Les cellules selon l'invention n'expriment pas le CDl , le CD80, le CD86, le CD16, le CD56, le CD3, le CD19 et le CCR7. - Effet des cellules selon l'invention sur la prolifération des lymphocytes T
Des lymphocytes T autologues stimulés ont été co- cultivés avec les cellules selon l'invention avec un ratio de 2 lymphocytes T/cellules selon l'invention. Il a été constaté que les lymphocytes T, stimulés co-cultivés avec les cellules selon l'invention, prolifèrent moins que les lymphocytes T cultivés seuls. Une analyse séparée des lymphocytes T a montré que la prolifération des lymphocytes T CD4+ et des lymphocytes T CD8+ était également inhibée par les cellules selon l'invention. Par ailleurs, l'effet antiprolifératif des cellules selon l'invention est également observé sur les Lymphocytes T autologues et sur les lymphocytes T allogéniques . Les lymphocytes T co- cultivés avec les cellules selon l'invention n'expriment pas le marqueur CD25+ contrairement aux lymphocytes T cultivés seuls. L'analyse des surnageants de culture des différents échantillons a permis de mettre en évidence que les cellules selon l'invention bloquent la production de cytokine pro-inflammatoire (INF-γ et TNF- ) par les lymphocytes T. Ainsi les cellules selon l'invention sont remarquables en ce sens qu'elles bloquent l'activation cellulaire et la prolifération cellulaire des lymphocytes T CD4+ et CD8+, autologues et allogéniques et leur sécrétion de cytokines.
- L'effet suppressif des cellules selon l'invention dépend de STAT3
L'effet suppressif des cellules selon l'invention ne dépend pas de contacts directs de cellules à cellules mais d'un ou plusieurs facteurs solubles. Le prétraitement des cellules selon l'invention par un inhibiteur de la forme phosphorylée de STAT3 entraine la perte de l'effet suppressif, la diminution de la sécrétion de CCL2 et d'IL-6 sans interférer avec la viabilité des cellules selon 1' invention .
Les cellules selon l'invention protègent de l'apparition de la maladie du greffon contre l'hôte
Les souris ayant reçu des cellules du sang périphérique humain développent les signes cliniques de la maladie du greffon contre l'hôte entre 20 et 30 jours après l'injection et meurent avant le 50ème jour après l'injection. Au contraire, les souris ayant reçu une co- injection de cellules du sang périphérique humain avec les cellules selon l'invention ne présentent que de faibles signes de la maladie du greffon contre l'hôte et survivent à cette injection. En particulier les lésions histologiques de GvHD au niveau hépatique sont nettement diminuées dans le groupe qui a reçu les cellules selon l'invention.
- Effet des cellules selon l'invention sur les lymphocytes T régulateurs.
Les lymphocytes T-régulateurs représentent une population de cellules suppressives capables de promouvoir la tolérance spécifique d' allo-antigènes . Les souris ayant reçus les cellules selon l'invention présentent une quantité plus importantes de lymphocytes T CD8+ exprimant FoxP3 comparativement aux souris contrôles.
Les mêmes résultats ont été observés in vitro après co-culture d'une population totale de lymphocyte T avec les cellules selon l'invention.