Les cellules stromales mésenchymateuses immunomodulatrices dérivées de l'amnios préservent la fonction musculaire dans un modèle murin de dystrophie musculaire de Duchenne

Points principaux et résultats:

Il s’agit d’une étude chez l’animal. Aucun patient n’a été traité. Une équipe japonaise de l’université de Tokyo, de la Nippon Medical School et de Kaneka Corporation a administré des cellules stromales mésenchymateuses dérivées de l’amnios humain (hAMSC) à des souris mdx, le modèle murin standard de la dystrophie musculaire de Duchenne, par injections répétées dans la veine de la queue, et a suivi les souris pendant jusqu’à un an.

Pour une famille qui envisage un traitement, l’article montre que ces cellules calment le système immunitaire en laboratoire en poussant les macrophages vers le type anti-inflammatoire M2, que des doses intraveineuses répétées ont été tolérées par les souris et ont réduit l’inflammation musculaire, et que les souris traitées ont conservé davantage de force de préhension, ont couru plus loin et avaient une fonction cardiaque légèrement meilleure à un an. Il ne montre pas que cela se produit chez l’enfant. Les cellules provenaient de l’amnios, et non du cordon ombilical comme celles de notre propre programme, et elles n’ont pas restauré la dystrophine, la protéine manquante qui cause la maladie. Les cellules ont été fournies par Kaneka Corporation, qui a cofinancé le travail et emploie quatre des auteurs.

Objectif:

Tester si les hAMSC polarisent des macrophages humains vers le type M2, et si l’injection systémique répétée de hAMSC, donnée tôt dans la maladie, améliore la fonction du muscle squelettique et du muscle cardiaque chez les souris mdx.

Méthodes:

Cellules. L’amnios a été prélevé, avec consentement, sur les membranes fœtales de femmes ayant accouché par césarienne. Les cellules ont été isolées par digestion enzymatique, multipliées, congelées et utilisées entre les passages 1 et 5. Elles portaient les marqueurs habituels des CSM (CD73, CD90, CD105), n’avaient pas CD45, CD34, CD14, CD11b, CD19 et HLA-DR, et formaient de l’os et du cartilage en culture, mais pas de graisse.

Travaux de laboratoire. Des cellules mononucléées de sang humain ont été co-cultivées avec des hAMSC à 20 pour 1 et les marqueurs des macrophages ont été mesurés par cytométrie en flux et par qPCR, avec de l’indométacine utilisée pour bloquer la prostaglandine E2 (PGE2).

Animaux. Des souris mdx mâles de fond C57BL/10 ont été réparties au hasard en groupes témoin et traité. Chaque dose était de 8,0 × 10⁵ hAMSC dans 100 µL de sérum physiologique dans la veine de la queue, une fois par semaine, à partir de l’âge de 4 à 5 semaines. Le volet à court terme a reçu quatre doses (n = 10, évaluées à 12 et 18 semaines d’âge, contre 14 souris mdx témoins et 7 souris de type sauvage). Le volet à long terme a reçu quatre doses (n = 6) ou six doses (n = 4) et a été évalué à un an, contre 12 souris mdx témoins et 7 souris de type sauvage. De nombreux critères ont été mesurés dans des sous-groupes de 3 à 8 souris, indiqués ci-dessous. Le critère principal prédéfini était la fonction motrice à long terme (force de préhension des membres antérieurs et vitesse de course); l’histologie était secondaire. Les investigateurs ne pouvaient pas être en aveugle quant à la souche de souris; la course était enregistrée par une roue automatisée pendant cinq jours. Des données ont été exclues lorsqu’une souris avait perdu du poids, était blessée ou affaiblie, ou lorsqu’une valeur était jugée singulière.

Résultats:

Effets immunitaires en boîte. Les hAMSC ont réduit la prolifération des lymphocytes T activés de 90,1% à 59,9% (p inférieur à 0,0001) et ont sécrété de la PGE2. La proportion de cellules CD206-positives (M2) a augmenté modestement, de 11,3% à 14,2% (p = 0,035), alors que les cellules M1 n’ont pas changé. L’indométacine a supprimé l’augmentation de CD206, ce qui désigne la PGE2 comme médiateur.

Tolérance. Le poids corporel ne différait pas entre les souris mdx traitées et non traitées à aucun moment. Aucune autre mesure de sécurité (examen des organes, recherche de tumeurs, réaction immunitaire aux cellules humaines) n’est rapportée.

À court terme (12 à 18 semaines d’âge, quatre doses):

• La créatine kinase sérique, le marqueur de fuite musculaire, était plus basse quatre semaines après la dernière dose (435 ± 79 contre 583 ± 92 ng/mL, p = 0,038, n = 6 contre 4) mais pas à dix semaines (582 contre 700 ng/mL, p = 0,228). Les auteurs la qualifient de transitoire.
• IL-6 dans le muscle tibial antérieur: 10,0 ± 3,8 contre 94,2 ± 64,1 pg/mL (p = 0,002, n = 4 contre 5).
• Force de préhension à 12 semaines: 336,8 ± 21,0 g contre 280,0 ± 37,8 g (p = 0,0008; normalisée au poids corporel 10,3 contre 8,8 g/g, p = 0,012; n = 10 contre 14).
• Surface occupée par les macrophages (F4/80) dans le diaphragme: 14,0% contre 19,5% (p = 0,013, n = 4 contre 3). La proportion de macrophages portant le marqueur M2 CD206 dans le tibial antérieur est passée de 17,6% à 55,5% (p inférieur à 0,0001).
• Des cellules humaines ont été retrouvées dans le tibial antérieur quatre semaines après le traitement, n’occupant que 0,0036% de la surface de la coupe, et avaient disparu à dix semaines. La dystrophine n’a pas été détectée, de sorte que les cellules n’ont pas réparé le défaut sous-jacent.

À long terme (un an, quatre ou six doses, le plus souvent regroupées):

• Infiltration de cellules mononucléées dans le tibial antérieur: 9,0% chez les témoins, 7,3% après quatre doses, 4,7% après six; seul le groupe à six doses a atteint la significativité (p = 0,038, n = 4 par groupe traité contre 14). Aucune différence dans le diaphragme.
• Fibres à noyaux centraux, signe de dégénérescence et de régénération répétées: 64,3% contre 82,0% (p = 0,014, n = 5 contre 7).
• La fibrose n’a pas diminué dans le tibial antérieur, le diaphragme ou le cœur.
• Force de préhension: 296,5 ± 27,2 g contre 265,7 ± 26,3 g (p = 0,049; normalisée 8,6 contre 7,3 g/g, p = 0,002; n = 8 contre 12). Les souris de type sauvage avaient 336,4 g, de sorte que les souris traitées se situaient entre les deux.
• La vitesse maximale de course n’était pas différente (21,6 contre 20,5 m/min, p = 0,77). La distance quotidienne parcourue était plus grande (3 649 ± 1 025 contre 2 420 ± 788 m/jour, p = 0,028, n = 8 contre 10), tout comme la distance moyenne par minute (18,3 contre 14,7 m/min, p = 0,047, n = 5 contre 5).
• Cœur: aucune différence de morphologie macroscopique, de fibrose ou de polarisation des macrophages, mais moins d’infiltration de cellules mononucléées (n = 6 contre 6) et une fraction de raccourcissement du ventricule gauche plus élevée, 37,0 ± 2,3% contre 33,6% (p = 0,017; type sauvage 39,6%). L’en-tête du tableau 2 indique 8 souris traitées alors que sa note de bas de tableau et la légende de la figure en indiquent 5, une incohérence de l’article lui-même.

Conclusions:

Les auteurs concluent que le traitement systémique précoce et répété par hAMSC a retardé l’inflammation et le déclin moteur chez les souris mdx, probablement par la polarisation M2 des macrophages plutôt que parce que les cellules deviennent du muscle. Ils suggèrent qu’il pourrait être associé aux corticoïdes ou à une thérapie génique.

Limites indiquées par les auteurs:

• La maladie cardiaque des souris mdx est légère par rapport à celle des patients, de sorte que les résultats cardiaques donnent des informations limitées sur l’humain. Ils proposent de le confirmer dans le modèle canin.
• Les cellules humaines n’ont persisté que brièvement, et la façon dont des facteurs sécrétés produisent des effets durables n’est pas établie; le mécanisme reste à élucider.
• La culture et la multiplication prolongées des CSM comportent des risques de sénescence et de modifications chromosomiques, et la capacité immunosuppressive varie selon la source tissulaire.
• D’après les méthodes: les investigateurs n’étaient pas en aveugle quant à la souche, certaines données ont été exclues sur jugement, et les groupes à long terme étaient petits.

Informations de contexte:

La Duchenne touche environ 1 naissance masculine sur 3 500. Les corticoïdes sont le traitement anti-inflammatoire standard, mais les réponses varient et les effets secondaires sont fréquents. La même équipe avait rapporté précédemment que des cellules souches de pulpe dentaire administrées de façon répétée par voie intraveineuse maintenaient l’activité locomotrice chez des souris mdx et des chiens dystrophiques. Les auteurs notent que les CSM administrées par voie intraveineuse sont en grande partie piégées dans les poumons et y meurent, et que leur effet immunitaire semble venir de la façon dont les propres phagocytes du receveur réagissent aux cellules mourantes. L’article ne contient aucune donnée sur des cellules dérivées du cordon ombilical et ne mentionne aucun essai chez l’humain de cellules dérivées de l’amnios pour la Duchenne.