Ophtalmologie

Les progrès considérables et les résultats des traitements par thérapie cellulaire

Dès leur génération en 20061,2, les cellules souches pluripotentes induites (CSPi) ont été étudiées pour leur utilisation en médecine régénérative ou dans les thérapies cellulaires et géniques (CGT) dans le domaine de l’ophtalmologie. En 2014, le dr. Masayo Takahashi a réussi à transplanter des CSPi dérivées de fibroblastes cutanés et différenciés en cellules épithéliales pigmentaires de la rétine (EPR) chez un patient souffrant de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) sans apparition de néovascularisation (forme humide)3. Ce fut une première mondiale. Avant de procéder à l’intervention chirurgicale, une feuille de EPR a été formée pour préserver la vue du patient. Il s’agissait d’une greffe autologue, mais cette première technologie a été ensuite étendue pour inclure les greffes allogéniques.

Ces greffes montrent bien que les CSPi peuvent effectivement accomplir la promesse de la thérapie cellulaire de pouvoir guérir des pathologies ophtalmologiques sévères. Les pathologies les plus étudiées dans le cadre du traitement par ce type de médicaments de thérapie innovante (MTI) sont la DMLA sans apparition de néovascularisation, la rétinite pigmentaire (RP) et la maladie de Stargardt (STGD)4. En outre, le glaucome, les cataractes et le dysfonctionnement des cellules cornéennes, y compris le déficit en cellules souches limbiques (LSCD) poussent les scientifiques au développement de traitements basés sur les MTI5-8.

Les cellules souches limbiques (LSC) ou les cellules souches cornéennes résidant dans le limbe cornéen sont une autre source de cellules de remplacement. La thérapie de remplacement des CS limbiques provenant de donneurs est de plus en plus testée par l’examen de cellules souches épithéliales limbiques (LSC) dérivées d’échantillons allogéniques.

Tableau répertoriant les maladies oculaires, leur localisation, leurs causes, leur prévalence et les traitements.
En effet, le seul traitement des maladies oculaires par cellules souches approuvé à ce jour par l’Agence européenne des médicaments est le Holoclar® dans le cadre des troubles cornéens9. Cependant, les LSC sont une source de cellules limitée, ce qui pose en effet un obstacle que les thérapies à base de CSPi peuvent toutefois surmonter.

Les CSPi peuvent-elles servir au traitement de la cécité causée per le déficit en cellules souches limbiques (DCSL) ?
Le DCSL cause la cécité cornéenne chez plus de six millions de personnes dans le monde10. Pour traiter cette pathologie, le simple remplacement de l’épithélium cornéen ne suffit pas : Toute la niche limbique, y compris l’échafaudage de cellules épithéliales limbiques, son micro-environnement et les LSC elles-mêmes, est cruciale pour le maintien d’un pool de LSC saines pouvant proliférer et se différencier en continu dans la feuille d’épithélium cornéen afin de restaurer entièrement la surface oculaire.

Fabriquer des MTI pour guérir les pathologies oculaires signifie surmonter des défis

Pour traiter une pathologie oculaire dégénérative comme la DMLA, une suspension de cellules d’épithélium pigmentaire rétinien (EPR) dérivées des CSPi est injectée directement dans l’espace sous-rétinien ou transplantée sur un échafaudage imitant la membrane de Bruch afin de créer un support11,12. Ces deux types de MTI différent significativement par leur format final et leur composition, toutefois ils ont comme point commun une régulation stricte permettant un contrôle précis de la différenciation cellulaire et le maintien de leur composition.

Le travail visant à imiter la membrane de Bruch (ou lame vitreuse) consiste en une enquête minutieuse sur les matériaux et structures d’échafaudage auxquels on va attacher les EPR et que l’on va ensuite utiliser pour la transplantation sur des patients atteints de DMLA là où ce compartiment est endommagé.

De plus, les échelles de production diffèrent énormément en fonction d’une approche thérapeutique autologue ou allogénique et présentent leurs propres difficultés. Le coût élevé lié à la production d’échantillons uniques de tissus régénératifs autologues les rend moins avantageux que la production d’échantillons multiples à faible coût de tissus allogéniques. Toutefois, le risque de rejet de greffe allogénique entraîne l’utilisation d’immunosuppresseurs, ce qui peut à son tour avoir des répercussions négatives sur la santé des patients et la gestion de la maladie13.

Technologie évolutive de comptage cellulaire pour une formulation réussie d’un composé thérapeutique

Qu’il s’agisse de travailler sur des protocoles difficiles de différenciation des CSPi pour obtenir des populations de cellules EPR pures, d’optimiser l’échafaudage pour qu’il s’adapte au mieux à la niche rétinienne ou limbique, ou encore d’augmenter les volumes de production des cellules thérapeutiques ou de formuler le produit final – ou bien quelque chose de complètement différent – il est essentiel de quantifier et qualifier la population cellulaire à plusieurs étapes de la production et au sein de plusieurs départements.

Pour garantir la cohérence et la reproductibilité à chaque étape du développement et de la formulation du produit, il est fondamental de disposer d’une méthode précise d’estimation de la concentration et de la viabilité cellulaires. Le compteur cellulaire automatisé NucleoCounter® NC-202™ vous permet de réaliser une large gamme de tests spécialisés pour les suspensions unicellulaires, en agrégats ou cultivées sur des micro-supports. Il est facile à utiliser, élimine les interférences humaines et les variations associées au processus de comptage, et ne prend que 30 secondes par comptage.

Illustration d’un œil et de ses constituants, tels que le cristallin, la cornée, le limbe de la cornée, le corps vitré, la rétine, le nerf optique, la macula, la membrane de Bruch et l’épithélium pigmentaire rétinien.

Grâce au logiciel NC-View™, conforme aux exigences des règlementations de la 21 CFR Part 11, le NucleoCounter® NC-202™ est évolutif et peut être utilisé dès les premiers protocoles de R&D, du développement au suivi des processus de fabrication, et à chaque étape du contrôle de la qualité et de la validation de la composition finale. Le NC-202™ est un compteur cellulaire robuste permettant une intégration sans efforts quels que soient les PON, les opérateurs et les services, assurant la fiabilité absolue en matière de comparabilité et validation des données.

Références

  1. K Takahashi and S Yamanaka: Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors. Cell. 2006; 126, 663–676.
  2. K Takahashi, K Tanabe, M Ohnuki, et al.: Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell. 2007; 131, 861–872.
  3. M Mandai, A Watanabe, Y Kurimoto, et al.: Autologous induced stem-cell-derived retinal cells for macular degeneration. N. Engl. J. Med. 2017; 376, pp. 1038-1046.
  4. Ramsden CM, Powner MB, Carr AJF, et al. Stem cells in retinal regeneration: past, present and future. Development 2013; 140:2576-2585.
  5. P Gain, R Jullienne, Z He, et al.: Global Survey of Corneal Transplantation and Eye Banking. JAMA Ophthalmol. 2016; 134(2): 167-173.
  6. F Yuan, M Wang, K Jin, et al.: Advances in Regeneration of Retinal Ganglion Cells and Optic Nerves. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22, 4616.
  7. M Parekh, V Romano, K Hassanin, et al.: Biomaterials for corneal endothelial cell culture and tissue engineering. J Tissue Eng. 2021; 12: 1–19.
  8. ÖB Selver, A Yağcı, S Eğrilmez, et al.: Limbal Stem Cell Deficiency and Treatment with Stem Cell Transplantation. Turk J Ophthalmol. 2017; 47(5): 285-291.
  9. G Pellegrini, D Ardigò, G Milazzo, et al.: Navigating Market Authorization: The Path Holoclar Took to Become the First Stem Cell Product Approved in the European Union. Stem Cells Transl Med. 2018; 7(1): 146–154.
  10. P Fernández-Robredo, A Sancho, S Johnen, et al.: Current Treatment Limitations in Age-Related Macular Degeneration and Future Approaches Based on Cell Therapy and Tissue Engineering. 2014; ID:510285. J Ophthalmol. Special edition: Age Macular Degeneration: Etiology, Prevention, Individualized Therapies, Cell Therapy, and Tissue Engineering.
  11. S Khateb, S Jha, K Bharti, et al.: Cell-Based Therapies for Age-Related Macular Degeneration. Adv Exp Med Biol. 2021; 1256: 265-293.
  12. National Eye Institute: https://www.nei.nih.gov/learn-about-eye-health/resources-for-health-educators/eye-health-data-and-statistics/cataract-data-and-statistics.
  13. Medline: https://medlineplus.gov/genetics/condition/retinitis-pigmentosa/.