Que peut-on traiter avec les cellules souches?

Cellules souches sanguines Essais cliniques Sang de cordon Maladies des yeux

Ce ne sont pas les nouvelles que la majorité des personnes veulent entendre, mais seules quelques applications cliniques de la recherche sur les cellules souches sont approuvées. Quelques autres applications des cellules souches, pour une variété de situations, font l’objet d’essais cliniques. Un très grand nombre de travaux de recherche sont en cours au niveau mondial.

    La transplantation de cellules souches sanguines pour traiter les maladies du sang et du système immunitaire ou reconstituer le système sanguin après traitements de certains cancers est la mieux établie et la plus largement utilisée des thérapies à base de cellules souches.

    De plus, les cellules souches cutanées sont utilisées depuis les années 80 pour faire pousser des greffons de peau destinés aux patients avec des brûlures graves sur une large partie du corps.

    Un nouveau traitement à base de cellules souches pour réparer les lésions de la cornée (la surface de l’oeil) après une blessure telle qu’une brûlure chimique a récemment reçu l’autorisation de commercialisation en Europe (lien en anglais).

    Ces traitements à base de cellules souches sont actuellement les seuls dont l’innocuité et l’efficacité ont été solidement éprouvées.

    D’autres applications des cellules souches, pour une variété de maladies, font l’objet d’essais cliniques. Il est encore trop tôt pour savoir si certaines de ces applications donneront des résultats. Nous avons besoin des preuves recueillies au cours d’essais cliniques pour déterminer si le traitement proposé est sûr, efficace ET meilleur que les traitements existants.

    Plusieurs essais cliniques utilisant des cellules souches pluripotentes sont en cours ou achevés. Les principales avancées sont énumérées ci-dessous :

    La liste suivante souligne les progrès réalisés dans de nouveaux essais cliniques en cours ou achevés utilisant des cellules souches tissulaires.

    Il est important de noter qu’il y a de nombreux autres essais cliniques (non répertoriés ici) visant à

    • Tester des drogues spécifiques pour stimuler les propres cellules souches dans l’organisme même d’un patient
    • Isoler des cellules ou des lignées cellulaires pour les utiliser en recherche ou dans des essais cliniques

    Malgré l’énorme quantité de recherches entreprises, le faible nombre de nouveaux traitements efficaces accessibles aux patients est encore décevant. La recherche sur les cellules souches suscitent de grands espoirs mais le nombre de traitements à base de cellules souches est encore peu élevé. C’est dû en partie au fait que les maladies complexes qui sont actuellement incurables nécessitent des traitements complexes (souvent avec un aspect personnalisé).

    Comme pour toute technologie innovante, tous les traitements devraient être considérés comme expérimentaux tant qu'ils n’ont pas franchi avec succès les phases des essais cliniques nécessaires pour prouver leur innocuité et bénéfice clinique. C’est alors seulement que le traitement peut recevoir l'autorisation pour une utilisation généralisée.

    Tous les traitements à base de cellules souches ont recours à des techniques spécialisées. ils ne devraient être administrés que dans des centres spécialisés agréés par les autorités sanitaires nationales. Certains font de la publicité pour de soi-disant produits à base de cellules souches qui n’ont pas été soumis à l’approbation rigoureuse des autorités réglementaires nationales et européennes et ne s’appuient pas sur un rationnel scientifique solide. Une extrême prudence est recommandée lors du paiement de traitements en Europe et au-delà.

    La transplantation de cellules souches sanguines pour traiter les maladies du sang et du système immunitaire ou reconstituer le système sanguin après traitements contre certains cancers est la mieux établie et la plus largement utilisée des thérapies à base de cellules souches. Le Programme National Américain de Donneurs de Moelle osseuse a une liste complète de maladies curables par greffe de cellules souches sanguines. Plus de 26 000 patients sont traités avec des cellules souches sanguines chaque année en Europe.

    Les cellules souches de la peau sont utilisées depuis les années 80 pour faire pousser des greffons de peau destinés au traitement des brûlures graves et très étendues. Seuls quelques centres cliniques peuvent pratiquer ces greffes qui sont généralement réservées aux grands brûlés dont la vie est menacée.

    Un nouveau traitement à base de cellules souches pour réparer les lésions de la cornée (la surface de l’oeil), après une blessure telle qu’une brûlure chimique, a reçu une autorisation conditionnelle de commercialisation en Europe (lien en anglais).

    Les thérapies à base de cellules souches sont utilisées en routine depuis les années 1970! Les greffes de moelle osseuse permettent de remplacer à vie le système sanguin malade d'un patient grâce aux propriétés des cellules souches sanguines. Des milliers de patients bénéficient de ce type de traitement chaque année, même si certains souffrent de complications, comme avec d’autres greffes d’organe : les cellules immunitaires du donneur attaquent parfois les tissus du patient (maladie du greffon contre l'hôte ou GVHD pour Graft versus Host Disease) et la destruction par chimiothérapie, avant que la greffe ait lieu, des cellules de la moelle osseuse du patient et, avec elles, son système immunitaire, entraîne un risque d'infection au cours du traitement.

    Les cellules souches de la peau sont utilisées depuis les années 1980 pour cultiver en laboratoire des feuillets d'une nouvelle peau afin de remplacer celle des patients atteints de graves brûlures. Cependant, la nouvelle peau est dépourvue de follicules pileux, de glandes sudoripares (sueur) ou de glandes sébacées (sébum). Cette technique est donc loin d'être au point et d'autres recherches sont nécessaires pour l'améliorer. À l'heure actuelle, elle est essentiellement utilisée pour sauver la vie des patients présentant des brûlures du troisième degré très étendues et elle ne se pratique que dans quelques centres cliniques.

    Les cellules souches du sang de cordon peuvent être prélevées du cordon ombilical d'un nouveau-né après la naissance. Les cellules peuvent être congelées (« cryopréservées ») dans des banques de cellules et utilisées pour traiter des enfants atteints de cancers du sang comme les leucémies ainsi que de maladies sanguines d'origine génétique comme l'anémie de Fanconi. Le traitement des patients adultes s'est avéré plus difficile, du fait du faible nombre de cellules obtenu à partir d’un seul cordon ombilical. Ainsi, le traitement d’un adulte nécessite la greffe de deux unités de sang de cordon (c.a.d. les cellules souches du sang de deux cordons ombilicaux). Bien que l’un des avantages des greffes de sang de cordon par rapport aux greffes conventionnelles de moelle osseuse semble être un risque plus faible de rejet par le système immunitaire, le sang de cordon doit encore être compatible avec le patient pour que la greffe réussisse. Mais, même dans ce cas, une augmentation de la réponse immune chez les adultes bénéficiaires pourrait poser problème.  Bien que certaines études aient suggéré que le sang de cordon pourrait contenir des cellules souches capables de se différencier en d’autres types cellulaires spécialisés non apparentés au sang, aucune n'a été confirmée.

    Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) résident dans la moelle osseuse et assurent la réparation des os et du cartilage. De surcroît, elles peuvent aussi produire des cellules adipeuses (graisses). Des études antérieures suggérant que les CSM pourraient se différencier en de nombreux autres types cellulaires et qu’elles pourraient aussi être obtenues à partir d’une grande variété de tissus autres que la moelle osseuse n’ont pas été confirmées. La nature exacte des cellules (également qualifiées de cellules souches mésenchymateuses) obtenues à partir de ces autres tissus suscite encore d’importants débats scientifiques. Aucun traitement utilisant les cellules souches mésenchymateuses n’a encore démontré son efficacité. Néanmoins, certains essais cliniques étudient actuellement l’innocuité et l’efficacité des traitements à base de CSM pour la réparation osseuse et cartilagineuse. D’autres essais cherchent à déterminer si les CSM pourraient favoriser la réparation des lésions vasculaires dues aux infarctus ou à des maladies comme l’ischémie critique des membres, mais il n’est pas encore évident que ces traitements soient efficaces.

    Plusieurs autres caractéristiques des CSM, comme leur effet potentiel sur les réponses immunes de l’organisme pour réduire l’inflammation et traiter le rejet de greffe ou les maladies autoimmunes font encore l’objet d’études approfondies. De nombreuses études seront encore nécessaires dans le futur pour évaluer leur valeur thérapeutique.

    Des études cliniques chez des patients ont montré que les cellules souches tissulaires provenant d'une région de l'œil appelée le limbe peuvent être utilisées pour réparer des lésions de la cornée – la couche transparente de la partie antérieure de l'œil. Lorsque la cornée est gravement lésée, par une brûlure chimique par exemple, les cellules souches limbales peuvent être prélevées chez le patient, multipliées en laboratoire et transplantées dans l'œil (ou les yeux) endommagé(s) du patient pour restaurer sa vue. Cependant, seuls les patients qui possèdent des cellules souches limbales intactes dans l’un de leurs yeux peuvent bénéficier de ce traitement. Des essais cliniques ont montré que le traitement était sûr et efficace et il est à présent autorisé par les autorités réglementaires pour une utilisation généralisée en Europe. La thérapie à base de cellules souches limbales est l’une des trois seules disponibles auprès de prestataires de soins en Europe (les deux autres thérapies sont celles qui utilisent des cellules souches sanguines et des cellules souches cutanées) .

    Récemment, des cellules ES humaines (cellules souches embryonnaires) répondant aux normes strictes de qualité requises pour un usage thérapeutique ont été produites. Ces cellules ES de ‘grade clinique’ ont été approuvées pour être utilisées dans un très petit nombre d'essais cliniques précoces. L'un de ces essais est dirigé par The London Project to Cure Blindness, qui utilise ces cellules pour générer un type particulier de cellules de l'œil afin de traiter des patients atteints de Dégénérescence Maculaire Liée à l'Âge (DMLA). La société de biotechnologie AIRM utilise également des cellules ES humaines pour produire des cellules destinées au traitement de patients atteints de DMLA ou d'une autre maladie de l'œil : la dystrophie maculaire de Stargardt. Des essais cliniques précoces pour ces deux pathologies sont à présent achevés. Avant que l’on puisse proposer ces thérapies à un grand nombre de patients, des études à long terme sont à présent en cours pour tester leurs innocuité, sécurité et efficacité. Si les premiers essais cliniques sont un succès en termes de sécurité et d’efficacité clinique, la recherche sur les cellules ES pourrait bientôt commencer à fournir ses premières applications cliniques. Néanmoins, l’innocuité et l’efficacité des thérapies à base de cellules ES pour toute autre pathologie que la DMLA ou la maladie de Stargardt devront faire l’objet des même essais cliniques rigoureux. La route du succès sera longue et sinueuse comme le décrit notre courte bande dessinée.

    En 2014 commençait le seul essai clinique jusqu’à ce jour utilisant des cellules iPS (cellules souches pluripotentes induites). Toutefois, cette étude pour traiter une maladie dégénérative de l’oeil fut rapidement suspendue pour des problèmes de sécurité. Les thérapies à base de cellules iPS ont encore un long chemin à parcourir avant que l’innocuité des cellules et l’efficacité clinique puissent enfin être démontrées.

    La modélisation des maladies à l’aide de cellules est une méthode reconnue

    Ces dernières années, les cellules souches ont été un puissant instrument pour établir des modèles reproduisant les maladies de patients pour, à la fois, comprendre la base moléculaire des affections et s’en servir pour la mise au point de médicaments (en culture). Les maladies génétiques ne sont pas toujours dues à une mutation dans un seul gène (appelées maladies monogéniques) ou dans un plus grand composant du génome, un chromosome (appelées maladies chromosomiques). De nombreuses maladies sont plus complexes et sont provoquées par des mutations simultanées dans un certain nombre de gènes. Elles sont difficiles à modéliser, même avec les technologies modernes d’ingénierie génomique. Néanmoins, les cellules iPS peuvent être utiles dans ces situations.

    Les cellules iPS ont des implications énormes pour la recherche sur les maladies et la mise au point de médicaments. Les chercheurs ont, par exemple, généré des cellules du cerveau à partir de cellules iPS issues d'échantillons de la peau de patients atteints de troubles neurologiques tels que le syndrome de Down (trisomie 21) ou la maladie de Parkinson. Ces cellules nerveuses cultivées en laboratoire présentent des signes typiques des maladies des patients. Cela a des conséquences sur la compréhension des mécanismes d'apparition des maladies — les chercheurs peuvent observer ce processus en culture — ainsi que sur la recherche et les essais de médicaments.

    Voici quelques exemples supplémentaires de maladies, qui ont été modélisées à l’aide de cellules ES ou iPS, ou pour lesquelles la mise au point de médicaments à l’aide de cellules souches pluripotentes est en cours (de plus amples informations sont données via les liens et dans la liste de références ci-dessous - en anglais seulement) :

     

    Références :

    1. Simsek, S. et al. Modeling Cystic Fibrosis Using Pluripotent Stem Cell-Derived Human Pancreatic Ductal Epithelial Cells. Stem Cells Translational Medicine 5, 572–579 (2016). (No access without subscription.)

    2. Luo, Y. et al. Uniparental disomy of the entire X chromosome in Turner syndrome patient-specific induced pluripotent stem cells. Nature Cell Discovery 1–11 (2015). doi:10.1038/celldisc.2015.22 (This article is available  to readers for free)

    3. DeRosa, B. A. et al. Derivation of autism spectrum disorder-specific induced pluripotent stem cells from peripheral blood mononuclear cells. Neuroscience Letters 516, 9–14 (2012). (This article is available to readers for free)
    4. Ardhanareeswaran, K., Coppola, G., & Vaccarino, F. The Use of Stem Cells to Study Autism Spectrum Disorder. The Yale Journal of Biology and Medicine, 88(1), 5–16 (2015). (This article is available to readers for free )
    5. Ko, H. C. & Gelb, B. D. Concise Review: Drug Discovery in the Age of the Induced Pluripotent Stem Cell. Stem Cells Translational Medicine 3, 500–509 (2014). (This article is available to readers for free)
    6. Bellin, M., Marchetto, M. C., Gage, F. H. & Mummery, C. L. Induced pluripotent stem cells: the new patient? Nature Reviews Molecular Cell Biology 13, 713–726 (2012). (No access without subscription.)

    7. Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. Pluripotent stem cells in disease modelling and drug discovery. Nature Reviews Molecular Cell Biology 170–182 (2016). doi:10.1038/nrm.2015.27 (This article is available to readers for free)

    Le contenu de ce document a été élaboré par Claire Cox et revu par Austin Smith avec l’apport expert de Paolo Bianco, Ian Chambers, Allen Eaves, Tariq Enver et Thomas Graf.

    Il fut ensuite documenté et mis à jour par Sabine Gogolok puis revu à nouveau par Phil Rossall, Directeur de recherche (Knowledge Management), Age, Royaume-Uni, et Chargé de recherche, Université d’Edinburg (Knowledge Exchange)

    Images : Claire Cox, Peter Kirwan, Aoife O’Shaughnessy, Knoblich lab.