Une découverte présentée par Raphaël Scharfmann, biologiste Inserm et publiée dans le numéro de septembre de The Journal of Clinical Investigation.

C’est une nouvelle première scientifique ! Des chercheurs de l’Insermet du CNRS viennent de créer des cellules β pancréatiques humaines, ces cellules défectueuses dans les deux types de diabète 1 et 2 et si importantes pour réguler le taux de sucre dans l’organisme. Ces travaux ont été dirigés par Raphael Scharfmann, directeur de recherche Inserm au sein de l’Unité 845 « Centre de recherche Croissance et signalisation » en collaboration avec l’équipe CNRS de Philippe Ravassard du Centre de recherche de l’institut du cerveau et de la moelle épinière (CNRS/UPMC/Inserm)EndoCells, la start-up née de cette collaboration scientifique a permis la production de ces cellules attendues par les chercheurs du monde entier depuis près de 30 ans. Ces résultats sont publiés dans la revue The Journal of Clinical investigation.

Le pancréas est un organe complexe,à la fois site de production d’hormones et acteur de leur libération dans l’organisme.La partie endocrine (productrice d’hormones) du pancréas est composée entreautres, de cellules alpha, et beta qui produisent respectivement du glucagon et de l’insuline, deux hormones qui régulent le taux de sucre dans l’organisme. Ces cellules sont organisées dans le pancréas en ilots, appelés ilots de Langerhans.

La destruction des cellules β productrices d’insuline conduit au diabète de type 1 tandis que la perturbation du fonctionnement de ces cellules conduit au diabète de type 2.Ces maladies touchent plus trois millions de personnes en France. Depuis 30 ans, les chercheurs du monde entier tentent sans succès de reproduire ces cellules β en laboratoire pour les étudier et comprendre leurs dysfonctionnements.

Dans cette nouvelle étude, Raphaël Scharfmann, directeur de recherche à l’Inserm en collaboration avec l’équipe de Philippe Ravassard au CNRS a réussi à générer les premières lignées de cellules bêta pancréatiques humaines fonctionnelles productrices et sécrétrices d’insuline.

Un protocole complexe en plusieurs étapes

Dans un premier temps, un vecteur viral comprenant un gène « immortalisant » sous contrôle d’un promoteur spécifique des cellules β est transféré dans un fragment de pancréas fœtal humain. En d’autres termes, ce vecteur viral peut s’intégrer dans l’ADN de très nombreuses cellules (finalement au hasard), mais le gène immortalisant a la spécificité de ne s’exprimer que dans les cellules β. Ce transfert de gènes assure donc un avantage sélectif aux cellules β qui vont alors se multiplier sans jamais mourir.

Le tissu pancréatique est ensuite transplanté dans l’organisme d’une souris immunodéficiente (scid) permettant la différenciation et l’amplification des cellules β matures. Après plusieurs mois, la tumeur formée est retirée et dissociée. Les cellules générées sont amplifiées en culture et des lignées de cellules β stables obtenues.

Grâce à ce protocole innovant, les chercheurs ont réussi à obtenir plusieurs lignées. « Certaines d’entre elles ont des propriétés moléculaires et fonctionnelles très proches d’une cellule β humaine adulte. Ces cellules expriment tous les gènes d’une cellule β. Aucune expression significative des autres hormones du pancréas endocrine ni des marqueurs du pancréas exocrine n’a été retrouvée, explique Raphaël Scharfmann, directeur de recherche à l’Inserm ».
Pour tester l’efficacité des cellules ainsi obtenues, les chercheurs les ont ensuite greffées à une souris diabétique chez laquelle elles restaurent alors parfaitement le contrôle de la glycémie indique Philippe Ravassard, co auteur de cette étude.

Grâce à cette découverte, de nombreuses équipes de recherche vont maintenant pouvoir travailler avec ces cellulesβ humainestant attendues et tenter de mieux connaitre leurs propriétés et leur dysfonctionnement ou leur destruction observées dans les diabètes de type 2 et 1.

Ces cellules permettront également derechercher de nouvelles molécules régulant la prolifération et la fonction des cellules β humaines ou d’être utilisées comme modèles précliniques de thérapie cellulaire du diabète.

Bien qu’il reste encore quelques étapes à franchir avant de pouvoir faire de ces cellules un véritable traitement pour les diabétiques, ces travaux représentent une base solide pour la définition de nouvelles approches thérapeutiques des diabètes.

Pour traiter les maladies cardiovasculaires, les chercheurs étudient depuis quelques années une approche prometteuse qui consiste à créer de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants grâce à l’utilisation de facteurs de croissance. Jusqu’à présent, la combinaison adéquate de ces facteurs ainsi que le système de diffusion aboutissant au développement de vaisseaux fonctionnels, n’avaient pas été découverts. Aujourd’hui, Ebba Brakenhielm, chargée de recherche à l’Inserm (unité 644, Rouen « Pharmacologie des dysfonctionnements endothéliaux et myocardiques ») et ses collaborateurs, viennent de mettre au point une stratégie innovante répondant à ce double défi. Ils ont conçu des microcapsules, contenant deux facteurs de croissance efficaces, qui, une fois injectées dans le muscle cardiaque, préviennent ses dysfonctionnements.

Ces résultats, publiés dans la revue Circulation, sont disponibles en ligne

Stimuler la croissance de vaisseaux sanguins, via la création de nouveaux vaisseaux (angiogenèse) et leur maturation(artériogénèse), représente une solution thérapeutique prometteuse dans le traitement des maladies cardiovasculaires, telles que l’infarctus du myocarde ou l’insuffisance cardiaque chronique. Cette thérapie nouvelle dite « angiogénique » est basée sur la diffusion ciblée de facteurs de croissance qui stimulent la migration et la prolifération de cellules vasculaires aboutissant à la formation et la croissance de vaisseaux sanguins. Toutefois, les récents essais cliniques basés sur l’administration d’un seul facteur pro-angiogénique n’ont pas montré les résultats bénéfiques attendus et les méthodes de diffusion utilisées présentaient de nombreuses limites.

Afin d’améliorer la thérapie angiogénique, les chercheurs de l’unité Inserm 644 « pharmacologie des dysfonctionnements endotheliaux et myocardiques » à Rouen, viennent de mettre au point une stratégie innovante permettant la libération contrôlée de facteurs pro-angiogéniques par des microcapsules formées à partir de biopolymères tels que l’alginate. En plus de l’innovation technologique, ils ont identifié une combinaison de facteurs de croissance qui stimule de façon synergique l’angiogenèse et l’arteriogenèse (création d’artères matures).
« Cette combinaison, libérée par des microcapsules administrées directement dans le muscle cardiaque, stimule la croissance de vaisseaux sanguins cardiaques stables et fonctionnels » souligne Ebba Brakenhielm, chercheuse à l’Inserm et principal auteur de l’étude.

De la formule à la microcapsule…

Pour parvenir à ce double résultat, les chercheurs ont procédé par étapes. Ils ont d’abord constaté, in vitro, que l’association de deux facteurs de croissance, (FGF-2 et HGF), comparée à l’utilisation d’un seul facteur, stimule davantage la migration et la prolifération de cellules vasculaires animales et humaines.

Ensuite, ils ont vérifié leur observationin vivo en observant l’effet renforcé de cette formulation sur des cornées de souris : des vaisseaux fonctionnels et stables se sont formés.

En parallèle, les chercheurs se sont penchés sur le système permettant le transport et la diffusion ciblée des facteurs de croissance. Ils ont alors envisagé l’utilisation de microcapsules, préparées notamment à partir d’alginate.

« L’utilisation des microcapsules permet une diffusion locale lente et une protection des facteurs de croissance. Ils sont alors 3 à 6 fois plus actifs pour induire l’angiogenèse que des facteurs non encapsulés » précise Florence Edwards-Lévy, de l’Institut de Chimie Moléculaire de Reims (CNRS UMR 6229), qui travaille à la mise au point et à l’optimisation des microcapsules.

… pour prévenir les maladies cardiovasculaires

Chez le rat, cette thérapie angiogénique atténue le remodelage pathologique du cœur qui a lieu après l’infarctus. Au niveau du cœur, la création de nouveaux vaisseaux améliore la circulation du sang, permet l’oxygénation du muscle cardiaque et prévient ses dysfonctionnements. « Notre thérapie pourrait constituer une nouvelle approche pour la prévention de l’insuffisance cardiaque. Elle pourrait s’adresser notamment aux patients atteints de maladies coronariennes qui répondent mal aux traitements classiques pharmaceutiques et chirurgicaux ou aux patients développant une insuffisance cardiaque« , conclut Ebba Brakenhielm.

Ces travaux font l’objet d’un dépôt d’une demande de brevet par Inserm Transfert.

Au cours de la vie intra-utérine et pendant la lactation, une sous-nutrition entraîne des modifications autour de l’ADN à l’origine de pathologies métaboliques à l’âge adulte. A travers une étude menée chez l’animal, des chercheurs du CNRS, de l’INRA et de l’Inserm (1) ont mis en évidence, pour la première fois, de telles répercutions au niveau du gène de la leptine, l’hormone régulant satiété et métabolisme. Publiés dans The FASEB Journal, ces travaux pourraient avoir, à plus long terme, des impacts sur la prévention des maladies métaboliques, la procréation médicale assistée ou encore les soins aux prématurés.

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Depuis une dizaine d’années, des études menées chez l’homme montrent que l’environnement intra-utérin et en particulier l’alimentation maternelle joue un rôle important dans l’apparition, à l’âge adulte, de maladies complexes telles que l’obésité, le diabète ou l’hypertension. A l’origine de telles observations, on retrouve des mécanismes moléculaires de « programmation » que les scientifiques tentent de décrypter.

Les chercheurs du Centre de recherche de l’Institut du cerveau et de la moelle épinière (CRICM, CNRS/UPMC/Inserm) et de l’Unité de nutrition humaine (INRA/Université Clermont 1) se sont intéressés spécifiquement aux conséquences de l’alimentation maternelle pendant la période périnatale (gestation puis lactation) sur les modifications épigénétiques du génome. Le terme épigénétique décrit des altérations stables de l’expression des gènes qui n’entraînent aucun changement au niveau de la séquence nucléotidique de l’ADN. Elles impliquent des transformations chimiques telles que la méthylation (1) de l’ADN et/ou la modification des histones (méthylation, acétylation, déacétylation).

Des souris gestantes ont été nourries depuis le premier jour de gestation et jusqu’au sevrage, soit avec un régime contenant 22 % de protéines (souris contrôles), soit avec un régime pauvre en protéines contenant 10% de protéines. Puis, à partir du sevrage, les souriceaux ont été nourris avec un régime contrôle.
Résultat : les souriceaux dont les mères avaient reçu un régime pauvre en protéines, à l’âge adulte, étaient plus maigres par rapport aux souriceaux contrôles et présentaient des troubles métaboliques. Les chercheurs ont directement relié ces conséquences de la carence en protéine pendant la période périnatale à une déméthylation au niveau du gène de la leptine. Cette modification épigénétique est spécifique puisque la méthylation globale du génome n’est pas affectée. Les scientifiques avaient choisi de s’intéresser au gène de la leptine car cette molécule est cruciale pour l’équilibre énergétique de l’organisme : c’est l’hormone qui régule les réserves de graisses.

Ces travaux révèlent donc le type de processus moléculaire qui s’est mis en place pendant la période périnatale, laissant une « empreinte » au niveau des gènes du fœtus et perdurant tout au long de la vie de l’individu.

La compréhension de tels mécanismes de programmation est absolument nécessaire pour définir les politiques de prévention pour ces maladies qui représentent un enjeu majeur de santé publique. Ce type d’étude présente également d’autres intérêts : qu’il s’agisse des conditions de culture des cellules dans les techniques de procréation médicale assistée ou en termes de nutrition des grands prématurés à l’hôpital.

Notes
(1) Des chercheurs du Centre de recherche de l’institut du cerveau et de la moelle épinière (CRICM, CNRS/UPMC/Inserm) et de l’Unité de nutrition humaine (INRA/Université Clermont 1)
(2) La méthylation est une modification chimique consistant en l’ajout d’un groupe méthyle (CH3) sur un substrat, en l’occurrence l’ADN. L’ADN peut être méthylé au niveau des cytosines mais aussi au niveau des protéines qui l’entourent, les histones.

Grâce à l’étude de patients atteints d’une maladie osseuse rare, l’acrodysostose, des chercheurs de l’unité Inserm 986, Caroline Silve, directrice de recherche à l’Inserm, et Agnès Linglart, pédiatre du service d’Endocrinologie de l’Enfant de l’hôpital Bicêtre Hôpitaux Universitaires Paris-Sud – AP-HP, avec la contribution de collègues médecins et biochimistes, ont élucidé le défaut moléculaire responsable d’une résistance généralisée à de nombreuses hormones. Ce défaut intervient au niveau d’un carrefour « universel » dont on ne connaissait pas jusqu’à ce jour le rôle dans la résistance hormonale : la protéine kinase A. La résistance concerne la parathormone, son peptide apparenté, les hormones hypophysaires de la fertilité, la thyréostimuline, la calcitonine, et probablement d’autres signaux passant par cette voie biologique. Ce travail est publié dans la revue The New England Journal of Medicine datée du 9 juin 2011.

En 1971, le prix Nobel de médecine est attribué à un médecin américain, Earl Sutherland, « pour sa découverte du mécanisme d’action des hormones » dans lequel il démontre l’existence et le rôle de l’AMPc (adénosine monophosphatase cyclique). Une fois activée, l’AMPc entraine une cascade de réactions qui amplifie le signal initial déclenché par de nombreuses hormones et aboutit à une réponse cellulaire adaptée (par exemple la stimulation de la formation et résorption osseuses par la parathormone, et la stimulation de la lipolyse par l’adrénaline.) Pour ces raisons, on qualifie l’AMPc de « second messager ». Ce mode d’action des hormones via l’APMc est l’un des concepts fondamental de la biologie actuelle. La protéine kinase A (PKA) en est le médiateur principal chez les mammifères.

Après liaison de leur ligand spécifique (bioamines, peptides, hormones glycoprotéines etc…) un grand nombre de récepteurs sont couplés par la protéine Gs à l’activation de l’adénylcyclase (AC). Cette activation entraine la stimulation de la production d’AMPc, qui à son tour active la protéine kinase A (PKA). La PKA exerce alors son activité de phosphorylation qui catalyse de nombreuses réactions de la cellule. © Inserm, P. Rivière

Il existe plusieurs types de résistance hormonale bien caractérisés impliquant cette voie de signalisation (1). Jusque-là, les pathologies associées à une résistance de cette voie mettaient en cause essentiellement soit un récepteur, soit la protéine G.

Les chercheurs de l’Inserm ajoutent aujourd’hui à cette liste un nouveau syndrome causé par une mutation bien particulière de la protéine kinase A.

A partir de l’observation de patients atteints d’une maladie très rare, l’acrodysostose, les chercheurs ont élucidé le défaut moléculaire responsable d’une résistance généralisée à de nombreuses hormones agissant par la voie décrite dans le schéma ci-dessus.

En l’absence de l’AMPc, la PKA existe sous forme inactive où deux sous-unités régulatrices (R sur le schéma) verrouillent deux sous-unités catalytiques (C sur le schéma). La libération des sous-unités catalytiques et donc l’activation de l’enzyme PKA est déclenchée et dépendante de la fixation de l’AMPc aux sous-unités régulatrices.

Chez trois patients atteints d’acrodysostose, les chercheurs de l’Inserm ont identifié une mutation ponctuelle récurrente dans le gène codant pour la sous-unité régulatrice de la PKA (PRKAR1A). La mutation inhibe la liaison de l’AMPc à la PRKAR1A, qui ne peut plus libérer la sous-unité catalytique. L’activité de la PKA, médiateur principal de la signalisation via l’AMPc est donc diminuée.

De l’avis des deux chercheuses : « C’est la première fois que le rôle de la PKA est mis au jour dans les mécanismes de résistance hormonale. Il est par ailleurs remarquable que ce défaut soit toujours le même, chez 3 patients issus d’horizons géographiques variés et de familles différentes. »

Comme la résistance concerne l’ensemble des hormones agissant par cette voie de signalisation, même si vraisemblablement à des degrés divers, cette découverte devrait s’appliquer aussi bien à la compréhension d’autres maladies hormonales, métaboliques, ou de la croissance osseuse, qu’à la définition de nouvelles cibles et molécules thérapeutiques inattendues.

Note
(1) Par exemple, des mutations perte de fonction des récepteurs V2 pour la vasopressine et récepteurs pour le GnRH ont été identifiées dans des formes familiales de diabète insipide et d’hypogonadisme respectivement, des mutations du récepteur de la parathormone dans une forme de chondrodysplasie létale, et des mutations perte de fonction de la protéine Gs dans certaines formes de résistance à la parathormone.

L’équipe de Hanna Debiec, chargée de recherche à l’Inserm et Pierre Ronco, directeur de l’unité mixte de recherche 702 « Remodelage et réparation du tissu rénal » (Inserm/UPMC) et chef de service de néphrologie et dialyses de l’hôpital Tenon (AP-HP) a identifié l’albumine bovine, un antigène alimentaire apporté notamment par le lait de vache, comme étant la cause d’une maladie rare du rein chez l’enfant de moins de 5 ans. Difficile à traiter, cette maladie peut mener à une insuffisance rénale nécessitant le recours à la dialyse ou à la greffe. Cette découverte met l’accent sur le risque alimentaire chez le jeune enfant où l’antigène a été retrouvé dans les dépôts rénaux qui caractérisent la maladie. Les travaux des chercheurs sont publiés dans la revue The New England Journal of Medicine datée du 2 juin.

La glomérulonéphrite extramembraneuse est une maladie rare qui touche les reins, ces organes vitaux qui filtrent le sang. Dans cette maladie, certains anticorps, des immunoglobulines, se déposent dans les glomérules, les structures qui filtrent le sang et produisent l’urine. La paroi des capillaires et les cellules qui la tapissent, composent le filtre glomérulaire qui va être « attaqué » par ces dépôts. Dans 85 % des cas, les causes de la maladie sont indéterminées : elle est dite « idiopathique ».

Hanna Debiec et Pierre Ronco viennent d’identifier l’albumine bovine comme étant un antigène en cause dans les formes de la maladie du jeune enfant de moins de 5 ans. L’albumine bovine provient de l’alimentation et plus particulièrement du lait de vache naturel ou dont les composants sont incorporés dans certaines formules industrielles.

Pour aboutir à cette conclusion, les chercheurs ont étudié une population de 222 personnes dont 50 patients atteints de glomérulonéphrite extramembraneuse. Ils ont montré la présence d’albumine bovine non digérée et d’anticorps reconnaissant cette protéine dans le sérum de 11 patients malades dont 4 enfants âgés de moins de 5 ans.

« De façon inattendue, et uniquement chez l’enfant, cette albumine porte des charges électriques positives qui favorisent son dépôt dans la paroi des capillaires glomérulaires chargée négativement. C’est pourquoi les anticorps viennent ensuite réagir avec l’albumine déposée, ce qui induit les lésions », explique Hanna Debiec, chargée de recherche à l’Inserm.

Ces résultats impliquent pour la première fois un antigène alimentaire dans les glomérulonéphrites extramembraneuses. Les raisons pour lesquelles l’albumine bovine est modifiée et absorbée sans être digérée restent obscures. Les chercheurs suggèrent que « certaines méthodes de préparation industrielle peuvent la rendre partiellement résistante à la dégradation par les enzymes du tube digestif. La flore intestinale peut également jouer un rôle tout comme la perméabilité de la barrière intestinale aux protéines qui est plus grande chez le jeune enfant et peut être accrue par les infections digestives. »

« Nous poursuivons nos recherches car il est possible que d’autres antigènes de l’environnement puissent être en cause chez l’enfant comme chez l’adulte. Les identifier permettrait d’envisager des solutions pour prévenir ou traiter la maladie, par exemple par un régime adapté » souligne Pierre Ronco.

Ces travaux de recherche ont fait l’objet d’une protection par dépôt de demande de brevet par Inserm Transfert.

Des chercheurs de l’Unité mixte Inserm 698 dirigée par le Dr Jean-Baptiste Michel « Hémostase, bio-ingénierie, immunopathologie et remodelage cardiovasculaires », (Hôpital Bichat-Université Paris Diderot), en collaboration avec des chirurgiens vasculaires de l’AP-HP (Bichat et Georges Pompidou) et des équipes de parodontologie (Hôpital Rothschild AP-HP et Rennes), montrent un lien fort entre les parodontites -inflammations des tissus de soutien des dents-, et le développement d’anévrysmes de l’aorte abdominale (AAA).

Les résultats de ces travaux sont publiés dans la revue PloS One, accessible à l’adresse : https://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0018679

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L’athérosclérose et ses complications cliniques, comme les accidents vasculaires cérébraux ou l’infarctus du myocarde, représentent la première cause de mortalité dans les pays industrialisés. Les anévrysmes de l’aorte abdominale (AAA) représentent une manifestation clinique particulière d’athérothrombose au niveau de l’aorte touchant jusqu’à 9% de la population adulte et expliquant 1-2% de la mortalité des hommes âgés de plus de 65 ans.
Les AAA se caractérisent par la formation d’un thrombus (caillot de sang) dans la lumière de l’aorte qui participe à la dégradation de la paroi et éventuellement à sa rupture, conduisant à la mort appelée aussi, dans ce cas, « rupture d’anévrysme ». Ce thrombus ne bouche pas l’aorte mais est une source d’enzymes qui digèrent la paroi du vaisseau et pourrait servir de point d’accroche pour des bactéries circulantes.
Or, depuis quelques années, des travaux ont montré qu’un traitement avec un antibiotique, la doxycycline réduisait la croissance des AAA. Des études récentes ont également permis de détecter des bactéries parodontales dans des échantillons athérosclérotiques de patients japonais. Cependant, jamais aucune preuve sur l’animal, attestant du lien de cause à effet n’avait été apportée jusqu’à présent.

Grâce à leurs travaux, les chercheurs de l’Inserm et de l’AP-HP coordonnés par Olivier Meilhac, ont montré que les bactéries responsables des maladies de la gencive comme Porphyromonas gingivalis se retrouvaient dans les échantillons aortiques d’anévrysme humains…Olivier Meilhac et son équipe ont donc cherché à élucider les mécanismes par lesquels ces bactéries présentes dans la gencive pouvaient être retrouvées au niveau de l’aorte.

Détails (grossissement ×40 photos du haut, x200 photos du bas et x1000 encadré) du thrombus dans le cas d’un anévrysme de l’aorte abdominale à l’état normal (colonne de gauche) et en présence de la bactérie Porphyromonas gingivalis (colonne de droite).Thrombus accru en présence de la bactérie et cicatrisation moindre © J-B. Michel-O. Meilhac/Inserm

Les chercheurs ont mis en évidence chez des rats, une taille d’anévryme plus importante chez les rats auxquels est injecté P.gingivalis et surtout une absence de cicatrisation similaire à ce qui est observé chez l’homme. La non-cicatrisation de ce thrombus pourrait être expliquée par un recrutement chronique de cellules de l’immunité, appelées neutrophiles, chargées de défendre l’organisme, dont l’activation mènerait à la libération d’élastase qui digère la paroi de l’aorte.

Or, la présence de ces neutrophiles sur la face luminale du thrombus (chez l’homme) ne peut être expliquée que par un agent qui les attire. C’est pour cette raison que l’équipe de recherche a fait l’hypothèse que des bactéries (peu pathogènes) pourraient entretenir ce phénomène de recrutement chronique. L’histologie montre en effet que chez les rats à qui est injecté P. gingivalis de nombreux neutrophiles s’accumulent à la surface du thrombus alors que les rats non-injectés commencent à cicatriser et les neutrophiles sont rares.

Pour les chercheurs, le recrutement de ces cellules pourrait être dû à des infections bactériennes à bas bruit mais récurrentes d’origine buccale. « Ces résultats, à terme, pourraient permettre de ralentir voire stopper la progression des anévrysmes de l’aorte abdominale en traitant la maladie parodontale ou par l’utilisation d’antibiothérapies adaptées », concluent les auteurs. L’équipe d’Olivier Meilhac visera, dans l’avenir, à vérifier la transposition possible de ces résultats à d’autres manifestations cliniques de l’athérothrombose comme la pathologie carotidienne ou coronaire.

Des chercheurs de l’Inserm au sein de l’Unité mixte de recherche Inserm/Université Paris Descartes (Unité 970 « Paris Centre de recherche cardiovasculaire ») en collaboration avec l’AP-HP (Hôpital Européen Georges Pompidou, hôpital Saint-Louis et hôpital Necker) viennent de montrer que la présence d’anticorps chez des patients ayant subi une greffe de rein provoquait le rétrécissement accéléré des artères de petit et moyen calibre qui fournissent le sang au nouveau rein. Les résultats à paraître ce jour dans The Journal of the American Society Nephrology démontrent que le rétrécissement progressif des vaisseaux du rein appelé artériosclérose est particulièrement fréquent en cas de rejet lié aux anticorps.

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Deux à trois millions de Français souffrent de maladies rénales chroniques. Organes vitaux, les reins permettent d’épurer le sang de ses différents déchets et leur bon fonctionnement est nécessaire à la vie. En cas de non fonctionnement, un traitement de substitution est nécessaire. La transplantation d’un nouvel organe issu d’un donneur vivant ou décédé s’impose aujourd’hui comme le traitement de choix.

Une des problématiques majeures de la greffe rénale est la nécessité d’une compatibilité immunologique entre le donneur et le receveur. Néanmoins, la greffe peut être compromise lorsque les receveurs développent des anticorps contre leur greffon, provoquant un rejet sévère de l’organe transplanté. Malgré les avancées considérables dans le domaine des traitements immunosuppresseurs, le rejet lié aux anticorps est aujourd’hui une problématique majeure.

Dans cette étude, les chercheurs de l’Inserm ont analysé les caractéristiques des reins des patients transplantés en fonction de la présence d’anticorps dirigés contre leur donneur. Ils ont également comparé le vieillissement des vaisseaux de l’organe greffé au vieillissement vasculaire rénal physiologique.

Leurs travaux démontrent que la présence d’anticorps dirigés contre le donneur induit un vieillissement prématuré de l’organe transplanté. Ce vieillissement se caractérise par un rétrécissement significatif du calibre des petites et moyennes artères du greffon appelé artériosclérose.

Les chercheurs ont constaté que le rétrécissement des artères progresse significativement entre trois et douze mois après la greffe chez les patients développant des anticorps comparativement à la progression classique de l’artériosclérose lié au vieillissement. Ainsi, en un an, le vieillissement observé en présence d’anticorps correspond au vieillissement normal s’étalant sur 28 ans pour une personne en bonne santé. Cette diminution du calibre de ces vaisseaux a potentiellement un impact délétère sur la fonction du greffon et in fine sur sa durée de vie.

Du rein au cœur

Cette étude à l’échelle humaine est concordante avec les résultats publiés issus de modèles murins qui soulignaient l’importance particulière de mécanismes immuns dans la survenue de l’artériosclérose.

« Nos résultats confortent l’intérêt de dépister ces anticorps précocement après la transplantation rénale et de développer des stratégies thérapeutiques ciblées afin de prévenir cette artériosclérose accélérée » déclarent Gary Hill et Alexandre Loupy, les principaux auteurs de cette étude.

Compte tenu du rôle majeur de l’artériosclérose dans le développement des maladies cardiovasculaires, nos résultats suggèrent par ailleurs que les sujets greffés représentent une population particulièrement à risque de morbidité et mortalité cardiovasculaire.

Philippe Le Bouteiller, directeur de recherche au Centre de physiopathologie de Toulouse Purpan (Inserm U1043 / UPS / CNRS UMR 5282), Armand Bensussan, directeur du Centre de recherche sur la peau de l’hôpital Saint-Louis (Inserm U976 / Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité) et leurs collaborateurs viennent de publier des résultats démontrant, chez l’animal, que l’utilisation d’un anticorps dirigé spécifiquement contre une nouvelle cible thérapeutique fait régresser le développement de vaisseaux sanguins, et de ce fait, diminue la croissance tumorale et résorbe certaines pathologies oculaires. Cette nouvelle biothérapie pourrait ainsi être utilisée pour traiter des cancers et des maladies ophtalmiques associés à une forte angiogenèse. Ces travaux sont publiés online sur le site du Journal of Experimental Medicine du 11 avril.

Le développement de nouveaux vaisseaux sanguins (angiogenèse) joue un rôle essentiel dans le développement de plusieurs maladies de l’œil et dans la croissance des tumeurs dites solides (cancer touchant des organes).

Les chercheurs, qui ont identifié et caractérisé depuis plusieurs années un récepteur appelé CD160, ont découvert que celui-ci était exprimé sur les cellules endothéliales activées qui tapissent les vaisseaux sanguins nouvellement formés, présents dans certaines tumeurs chez l’homme et dans d’autres espèces notamment chez la souris. En revanche, ce récepteur n’est pas présent dans les vaisseaux des tissus sains. Ils ont aussi mis en évidence que ce récepteur lorsqu’il fixait son ligand naturel (les molécules HLA-G solubles), entraînait la mort cellulaire. Ces observations les ont conduits à tester l’utilisation de ce récepteur comme cible thérapeutique pour bloquer la néovascularisation tumorale mais également celles associées à certaines pathologies oculaires entrainant des pertes de vision.

Suite à leurs observations, ils ont développé un anticorps monoclonal agoniste spécifiquement dirigé contre ce récepteur (anticorps monoclonal anti-CD160) comme agent biothérapeutique pour bloquer la formation de néovaisseaux.

Utilisation de l’anticorps anti-CD160 dans deux modèles tumoraux chez la souris

Ils ont démontré, chez des souris ayant reçu des cellules cancéreuses hautement agressives (mélanome, fibroblastes tumoraux), que le traitement par l’anticorps monoclonal, associé à une chimiothérapie, faisait régresser la croissance tumorale de façon significative et prolongeait la survie des animaux. Ces effets bénéfiques sont associés à une diminution du nombre de vaisseaux néoangiogéniques intratumoraux et à une préservation des vaisseaux les plus mâtures, permettant ainsi un meilleur acheminement de la chimiothérapie. Ce type d’action a pour conséquence de diminuer la toxicité liée aux fortes concentrations utilisées lors du traitement conventionnel de chimiothérapie.

Utilisation de l’anticorps anti-CD160 dans deux modèles de pathologies oculaires chez le lapin et la souris

Les chercheurs ont utilisé un modèle de néovascularisation dans la cornée de lapin, reproduisant ainsi des pathologies existantes chez l’homme (rejet de greffe de cornée, brûlures …). En les traitant localement avec l’anticorps anti-CD160, ils ont observé une régression de cette néovascularisation. Ils se sont également intéressés aux pathologies de la rétine associées à un développement vasculaire prolifératif non contrôlé, dont la rétinopathie de l’enfant prématuré. Ils ont utilisé un modèle chez la souris mimant cette rétinopathie et ont démontré que suite à l’unique traitement par l’anticorps, la rétine pathologique retrouvait une vascularisation normale.

« Cette nouvelle thérapie est originale car elle induit directement la mort des cellules endothéliales en prolifération. Elle diffère des traitements anti-angiogéniques actuellement utilisés en clinique et qui ciblent le facteur pro-angiogénique VEGF » précise Philippe Le Bouteiller, directeur de recherche au Centre de physiopathologie de Toulouse-Purpan (Inserm U1043 / UPS / CNRS UMR5282).

A Gauche, partie de rétine malade (vaisseaux anormaux), à droite, partie de rétine traitée par l’anticorps anti-CD160 © P. Le Bouteiller, Inserm

Cette thérapie par l’anticorps monoclonal anti-CD160 représente une alternative aux traitements anti-angiogéniques actuellement utilisés en clinique, pour les patients résistants. Cette nouvelle biothérapie pourrait être utilisée pour traiter des cancers associés à une forte angiogenèse ainsi que des pathologies ophtalmiques associées à une néoangiogenèse comme la dégénérescence maculaire liée à l’âge, qui touche de plus en plus de personnes âgées, la rétinopathie diabétique et la rétinopathie du prématuré.

Ces travaux sont soutenus grâce à des dons de la Ligue Régionale contre le cancer de Midi-Pyrénées et des associations de patients Retina-France et Valentin Haoüy

Brevets

1. Le Bouteiller P. & Bensussan A. Angiogenic and immunologic applications of anti-CD160 specific compounds obtainable from mAb CL1-R2. EP 04292015.7. 2004. Licencié au LFB
2. Le Bouteiller P. & Bensussan A. Anti-CD160 specific compounds for the treatment of eye disorders based on neoangiogenesis. 61/349,271. US-NP. May 28th, 2010. Licencié à MATBiopharma

Si dans la plupart des cas, la présence localisée du méningocoque dans la gorge est sans aucune conséquence, elle peut accidentellement conduire à une méningite ou un choc sceptique. La gravité de ces deux dernières infections pousse les chercheurs du monde entier à mieux comprendre le mode de fonctionnement de cette bactérie, qui, dès lors qu’elle quitte son lieu de prédilection (la gorge) devient extrêmement dangereuse. L’équipe Avenir dirigée par Guillaume Duménil au sein de l’unité mixte de recherche Inserm 970, Université Paris Descartes « Paris centre de recherche cardiovasculaire » vient d’identifier comment cette bactérie se dissémine et quitte la gorge pour passer dans la circulation sanguine. Ces travaux sont publiés le 11 février 2011 dans la revue Science.

Le méningocoque est une bactérie spécifique à l’homme. Elle est souvent présente à l’état non-pathogène dans la gorge de porteurs sains (5% à 30% de la population).

Cette persistance dans l’organisme peut tout de même s’avérer dangereuse dans certains cas. Le lieu où se multiplie la bactérie, la gorge, représente une porte d’entrée pour qu’elle se dissémine via la circulation sanguine ou qu’elle pénètre dans le cerveau. Dans ces deux derniers cas, l’infection devient alors très grave et provoque un choc septique ou une méningite. Sans une prise en charge très rapide, le taux de mortalité lié à ces deux infections est très important.

Guillaume Duménil et son équipe de recherche à l’Inserm se sont donc intéressés de près à cette bactérie, qui, lorsqu’elle passe dans la circulation sanguine devient dangereuse. « Certaines avancées acquises ces dernières années ont servi de point de départ à ce travail publié dans Science », explique le chercheur. « On sait par exemple que les méningocoques sont dotés de structures particulières : les pili. Ils leur permettent à la fois d’adhérer aux cellules de la gorge, de s’y multiplier et de former des agrégats. Nous étudions de près la protéine principale qui compose les pili : la piline » ajoute Guillaume Duménil.

Les chercheurs ont alors découvert que la protéine subissait différentes modifications au cours du temps. Parmi elles, l’une s’est avérée plus intéressante que les autres : l’ajout d’un phosphoglycérol. Ce groupement chimique une fois greffé à la piline donne le signal de dissémination.

Cycle d’invasion de la bactérie responsable de la méningite © Inserm, G. Duménil

Des bactéries isolées de la colonie partent « en éclaireur »

A partir de ces premiers résultats, les chercheurs ont découvert la présence du gène qui permet le transfert du phosphoglycérol sur la piline : le gène pptB. Ce gène fonctionne à plein régime seulement lorsque la bactérie est au contact des cellules qui tapissent la paroi de la gorge. « L’emballement » du gène pptB, provoque l’ajout du phosphoglycérol à la piline. Celle-ci perd alors l’une de ses propriétés essentielles : sa capacité à former des agrégats. En conséquence, certaines bactéries se détachent de la colonie et se disséminent peu à peu. Cette stratégie va être utilisée par la bactérie à la fois pour coloniser d’autres endroits de la gorge et pour traverser les cellules qui la tapissent. « On pourrait presque comparer ce phénomène à la formation de métastases cancéreuses » souligne Guillaume Duménil.

C’est la première fois que des chercheurs identifient avec autant de précision la cascade d’évènements qui conduit la bactérie dans la circulation sanguine. C’est une première étape. « On sait dorénavant comment le méningocoque passe de la gorge au sang. Nous espérons pouvoir démontrer que ce processus est identique lorsque la bactérie passe du sang au cerveau et déclenche une méningite », conclut Guillaume Duménil.

Par ailleurs, si les chercheurs arrivent à trouver des molécules qui bloquent la dissémination, ils pourraient détenir là un outil à la fois préventif (blocage de la colonisation de la gorge et du passage vers la circulation sanguine) et thérapeutique (limitation de la colonisation des vaisseaux sanguins et de la transmission au cerveau).

Si la stratégie développée par le méningocoque assure sa multiplication dans la gorge et donc sa survie au cours de l’évolution, elle provoque aussi la mort de l’organisme, et donc sa propre mort. Encore une preuve que vivre en bonne intelligence avec son hôte n’est pas si facile.

Ces travaux font l’objet d’une protection par brevet, déposée par Inserm Transfert.