Cours 5 - Thérapie cellulaire Flashcards
Complétez:
À partir de l’____ _____, les cellules se différencient pour former différents tissus
Le corps de mammifères adulte est constitué de plus de _____ différents types cellulaires
À partir de l’OEUF FÉCONDÉ, les cellules se différencient pour former différents tissus
Le corps de mammifères adulte est constitué de plus de 200 différents types cellulaires
À partir de l’OEUF FÉCONDÉ, les cellules se différencient pour former différents tissus
Ces cellules formeront les 3 couches germinatives primitives de l’embryon. Nommez et décrivez-les.
- ectoderme: couche externe
- mésoderme: couche moyenne
- endoderme: couche interne
Nommez les 4 types de cellules souches (+1 pas dans tableau page 3)
totipotente
pluripotente
multipotente
unipotente
(pas ds tableau) *tripotente
Décrire et donnez un exemple de la cellule souche totipotente
TOTIPOTENTE
DESCRIPTION:
Peuvent produire tous les tissus, un être humain complet
EXEMPLE:
Morula jusqu’à 8 cellules, 1-3 jours
Décrire et donnez un exemple de la cellule souche pluripotente
PLURIPOTENTE
DESCRIPTION:
Produisent plus de 200 sortes de cellules
EXEMPLE:
Blastocyte 16 à 32 cellules, 5-14 jours
Décrire et donnez un exemple de la cellule souche multipotente
MULTIPOTENTE
DESCRIPTION:
Cellules différenciées, mais forment d’autres cellules
EXEMPLE:
Cellules souches sanguines
Décrire et donnez un exemple de la cellule souche unipotentes
UNIPOTENTE
DESCRIPTION:
Spécialisée en 1 seul type de cellules
EXEMPLE:
Cellule du foie, peau
Quelles cellules appelle-t-on les cellules souches tripotentes?
cellules mésenchymateuses (MSC) = peuvent donné d’autres type de cellules, condrocyte, adipeuse et oestéocytes. il y a des reserve dans le corps (moelle osseuse et…) pour former ces cellules
*définition internet: les MSC sont des cellules progénitrices adultes essentiellement isolées de la moelle osseuse et du tissu adipeux mais présentes dans la plupart des tissus adultes, y compris les muscles, le tissu synovial, le tissu placentaire et, récemment, les dents.
Donnez la chronologie brève du développement humain normal (5 étapes)
- Ovocyte fécondé par spermatozoide
- Forme la morula (4 à 8 cellules en 3jrs) = cell. souches TOTIPOTENTES
- Forme le Blastocyte = foetus humain
- Les cellules à l’intérieur du blastocyte = Inner mass cells = cell. souches PLURIPOTENTES
- Inner mass cells = se différencie en cellules souch. UNIPOTENTE qui se différencie en 1 tissus spécifique (ex. syst. nerveux, immunitaire, cardiovasculaire…)
Quelle est la définition d’une cellule souche?
Cell. souche = une cellule indifférenciée capable de s’auto-renouveler elle même (clonogénicité)
Nommez et décrivez brièvement les 2 types de division cellulaire des cellules souches
- Division cell. symétrique :
cell. fille identiques - Division cell. asymétrique:
3 couches primitives (endoderme, mesoderme et ectoderme)
D’où proviennent les cellules souches?
d’une source de cell. souches embryonnaires ou adultes
Pourquoi est-il important pour les cell. souches d’être capable de s’auto-renouveler elle même (clonogénicité) ?
Clonogénéicité = Garder pool de cellules souches d’origines présent
Concernant la division et différenciation des cell. souches, décrire la chronologie qui mène une cell. souche à une cell. différenciée (4 étapes)
- cellule souches embr ou adult = division SYMÉTRIQUE (donne 2 cell. filles IDENTIQUES à la cell. souche de départ)
- Une de ces cell. filles = division ASYMÉTRIQUE (donne une cell. souche identique à celle du départ et une cell. souche différente appelé cellule PROGÉNITRICE)
- Cellule progénitrice = subit la division cellulaire (mitose) et donne 2 cell. progénitrice identique à elle
- Ces deux cell. prog identique subissent ensuite une différenciation TERMINALE pour finalement donné 2 cellules différenciée
Quelle est la différence entre une cell. souche et une cell. progénitrice? Pour répondre, donnez la définition de chacun
- CELL. SOUCHE
- Cell. indiférenciée, capable de se répliquer, de s’auto-renouveler
- peut se différencier en différentes cellules spécialisées - CELL. PROGÉNITRICE
- Cell. non spécialisée, ou avec caractéristiques partielle de cellule spécialisée
- Peut se répliquer et se différencier en différentes cellules spécialisées
Quelles cellules sont importantes pour les thérapies cellulaires?
Les cellules souches embryonnaires
- on isole env. 16 à 32 cellules du inner mass cell
- on les mets sur une couche de fibroblastes
- cultures cellulaires = ils deviennent des cellules souche embryonnaire capable d’être utilisé dans les thérapies
V OU F?
Les cellules souches tripotents et pluripotents peuvent se différencier en n’importe quelle cellule à l’intérieur du corps humain
FAUX.
Les cellules souches TOTIPOTENTS et pluripotents peuvent se différencier en n’importe quelle cellule à l’intérieur du corps humain
Quelle est la particularité des cellules souches embryonnaires?
Peut-on induire cette caractéristique in vitro?
il n’y a pas de cellule souche adulte pluripotentes capable de former les cellules des 3 couches germinatives (cellule embryonnaire SEULEMENT)
MAIS ON PEUT MAINTENANT AUGMENTER LA PLASTICITÉ DES CELLULE SOUCHE (iPSC) - on peut amener des cellules adultes à un stade précoce pour qu’ils puissent se rediviser
En terme de fonction ou de potentiel, les cellules iPSC sont identitques aux cellules embryonnaires
Brièvement, comment se différencient les cellules de la moelle osseuse?
Le stroma en bordure MO et Os, cellules répondent à un signal et migrent puis se différencient
*stroma cellulaire est un mesh (net) de plusieurs cellules
Qu’est-ce que des cellues iPSC ? Comment sont-ils obtenu et à quoi servent-ils?
iPSC = induce pluripotent stem cells.
à la suite d’une biopsie, on utilise 4 facteurs pour transformer les cellules en leur induisant la pluripotence. Par la suite, elles peuvent être redifférenciées en autre chose. (Ex: cellules bêta ré injectées dans un patient diabétique).
On peut aussi les cultiver et se faire des banques de cellules pour ensuite tester des médicaments -> Développement d’une thérapie de précision.
Quelle est le rôle des cellules souches circulantes ?
Cellules vont répondre à une stimulus (ex injury) et vont recruter des cellules immunitaires + également émettre des cytokines…
Toutes sortes de signaux sont ressentis et les cellules circulantes vont y répondre. Ce sont les cellules qui vont sécréter d’autres facteurs pour moduler la réponse inflammatoire/réparatrice
(agissent 24/24 7/7)
Nommez un type de cellules souche circulante. Ce type cellulaire est important pour quelle types de pathologies?
EPC = cellules endothéliales progénitrices (circulantes) se retrouvent dans le sang et peuvent être marquées et observées par immunofluorescence
EPC = cellules souches progénitrices importantes pour les maladies cardiaques* (EPC circulant réduit par le tabagisme, mauvais métabolisme, obésité..)
Décrire les conséquences suite à un infarctus du myocarde (4)
Destruction tissulaire IRRÉVERSIBLE
remodelage
mortalité augmenté
malgré meilleur taux de survie après IM, il y a une DIMINUTION de la fonction cardiaque attribuable à la perte de cardiomyocyte
*blocage = MORT cellulaire combiné: nécrose (mort lysosomale) ET apoptose (mort programmé - ca prends de l’énergie - caspase..) = accumulation de collagène = tissus nécrosé et biologiquement inactif
Concernant la destruction tissulaire suite à un IM, nommez les 4 types de mécanismes endogènes de réparation INCAPABLES de restaurer la fonction perdue.
- Inflammation/apoptose cellulaire
- Hypertrophie et hyperplasie (Hypertrophy refers to an increase in the size of individual muscle fibers, whereas hyperplasia refers to an increase in the number of muscle fibers)
- division cellulaire
- fibrose
Quelle est l’intérêt de recherche et d’utilisation des cellules souches?
Développer de nouvelles stratégies pour aider le processus naturel de guérison
Concernant notre intérêt pour les cellules souches, soit pour développer de nouvelles stratégies pour aider le processus naturel de guérison, nommez 4 processus de guérisons ciblé lors du développement de thérapie cellulaire à l’aide de cellules souches.
- FAVORISER la prolifération des cardiomyocytes
- AUGMENTER la masse cellulaire en introduisant des cellules exogènes progénitrices ou myocytes (empêche l’expansion de la zone de «bordure» de la cicatrice)
- Mécanismes CRYOPROTECTEURS inhibant la mort cellulaire
- FAVORISER la perfusion: angiogénèse, vasculogénèse et artériogénèse
***IDÉALEMENT: Cellules AUTOLOGUES (cellules du pt même pour éviter le risque du rejet - Attention aux comorbidités), sinon on utilise des cellules halogéniques = proviennent d’un donneur universel
*cormobidités = présence de maladies et/ou divers troubles aigus ou chroniques s’ajoutant à la maladie initiale
au niveau du coeur, Quel est l’intérêt grandissant pour la thérapie cellulaire (but) ?
BUT = augmenter les myocytes et restaurer fonction
Le coeur se “regénère” suite à un IM en formant une cicatrice. Où se passe cette regénération, et de quoi cette cicatrice est-elle formée?
Tout se passe en bordure, le reste n’est que tissu cicatriciel
cicatrice = accumulation de COLLAGÈNE au niveau des myocytes mort par apop ou nécro (zone ischémique/nécrosé)
Si on veut faire une études en thérapie cellulaire suite à un IM (donc par rapport au système cardiovasculaire), nommez les 6 types de cellules souches potentielles que l’on pourrait considérer pour cette études ainsi que leur tissus de provenance
- EPC (endothelial precursor cells) = proviennent du sang
- MSC, Hematopoeitic stem cells (HSM) et SP cells = proviennent de la moelle ossueuse
- Cellules satellites, SP cells, Sca-1* cells = proviennent du muscle squelettique
- MSC, SP cells = proviennent des cellules adipeuses
- Cellules souches embryonnaires (par iPSC par ex.)
- Sca-1* cells, c-Kit* cells, SP cells = proviennent du coeur
Si on veut faire une études en thérapie cellulaire suite à un IM (donc par rapport au système cardiovasculaire), parmi les 6 types de cellules souches potentielles que l’on pourrait considérer pour cette étude, nommez quelques arguments (pour/contre) que l’on pourrait considéré lors du choix de cellules
si on veut faire une etude en therapie cellulaire pour le coeur:
Plusieurs cellules qu’on pourrait prendre:
- EPC
- cellule de la moelle osseuse
- cellule satellite (muscle) mais pas meme conductivité qu’un cardiomyocyte
- tissus adipeux (MSC = très compétente au niveau paracriniens)
- embryonnaire (on en retrouve pas, existe pas, mais on peut en transformé en iPSC)
- cellules du coeur = biopsie de l’oreillette ou ventricule et prendre les cellules souches (mais il faut prendre un chunk de coeur + TRÈS dispendieux et matériels sophistiqué)
les sources cellulaires sont multiples, mais il faut décider laquelle (peser le pour et le contre)
Si on veut faire une études en thérapie cellulaire suite à un IM (donc par rapport au système cardiovasculaire), mise à part le type de cellules qu’on aimerait utiliser, quelle autre choses doit-on choisir?
Choix de la méthode de livraison des cellules choisies
Nommez et expliquez brièvement les types de méthodes de livraison des cellules souches pour une étude en thérapie cellulaire (6). Laquelle est la meilleure option et pourquoi?
- Infusion intracoronarien (intracoronary infusion) = injection dans un artère coronarien en espérant qu’il passe et va dans la zone souhaité (suite à la pose d’un stent)
- cell. MO ou du sang (EPC)
- PAS ASSURÉ que le volume va aller dans les régions qu’on veut
(tissus mort + vaisseaux morts = ZONE ischémique) PUISQUE - Catheter-based intramyocardial needle injection
- cell. MO, du sang (EPC) ou muscles squelettique
- RISQUE de perçage du coeur - Direct intramyocardial injection during surgery = injection directement dans la zone ischémique (tissus nécrosé/ischémique)
- cell. MO, du sang (EPC) ou muscles squelettique
- MEILLEURE OPTION car on s’assure que le volume complet de cell. souche injecté va bel et bien au niveau de la zone ischémique
**La plupart des cellules injectées en circulation (1 et 2) peuvent restées prises dans le foie et la rate et ne migrent pas directement vers la zone infarctée (on viserait une néoangiogenèse, mais ça n’arrive pas) = Nécessite une meilleure sélection des cellules injectées
il y a aussi:
- Injection intra-veineuse
- Injection trans-sinus coronarien
- Mobilisation (GMCSF)
Outre le type de cellule et la méthode de livraison, quel autre phénomène est à considérer lorsqu’on établie une étude en thérapie cellulaire?
pour une étude: LE TIMING est important également (il faut laisser un moment suite à un infarctus - il faut laissé le temps à l’inflammation de se dissipé avant d’injecté les cellules souches promouvant la réparation tissulaire)
Définissez les cellules souches CD133+ de la moelle ossueuse
Cellules souches CD133+ haut degré de rétention,
multipotentes et capacité angiogénique
Études expérimentales suggèrent que principalement les cellules CD34+/CD133+ sont impliquées dans les effets biologiques pour la réparation du myocarde ischémique en induisant la formation de vaisseaux sanguins, la régénération des myocytes et l’inhibition de l’apoptose = 3 caractéristique IMPORTANTE pour la thérapie cellulaire
Cellules mésodermiques - hématopoiétiques.
- Le marqueur CD34+ présent pour les cellules myéloides, lymphoides et endothéliales progénitrices.
- Seules les dernières exprimes CD133 en leur surface = marqueur.
cellules SÉLECTIONNÉ avec certaines caractéristiques = on 13x plus de chance d’aller ou on veut qu’elle aille (car cellules unselected = seulement 3% vont ou on le veut) - les cellules suivent un signal d’inflammation/damage (donc si on a plus de 1 damage dans le corps, elles peuvent aller partout…)
Nommez tout les facteurs à considéré lorsqu’on veut établir une thérapie cellulaire (6)
- meilleure type de cellules?
- EPC circulantes ? cellules de la MO ? cardiaques ? (cout +++)
- difficilement accessible/facilement accessible, preparation GAMP (couteux), biospsie (pas tjrs chez pt)
- nécessaire d’injecter une quantité astronomique ? Ou se fier à la littérature pour choisir un type de cellule. - quantité de cellules souches à injecter?
- moyen de livraison?
- IC? quand? timing (dissipation inflammation…) ?
- pas idéal d’injecter dans un coeur fortement inflammé (post MI) - moment pour l’injection après IM?
- survie/rétention des cellules implantées?
- devenir des cellules implantées? fusion (+ de bénéfices) vs différenciation vs effets paracriniens?
- réparation se fait par fusion myocyte? différenciation?
- choisir une cellule très compétente qui a bcp d’effet paracriniens…
*idéalement : cellules autologues (Patient avec peu de EPC (comorbidités), ré injection peu souhaitable)
Quels sont les 3 avenues futures concernant la thérapie cellulaire?
- Comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués
- Améliorer la survie et devenir des cellules implantées (après 24h, 98% est perdu environ)
- Pré-conditionnement pour améliorer le potentiel thérapeutique : molécules, hormones, thempératures…
+ matrice extracellulaire, biogel.. on combine les cellules avec ces milieux/véhicules. Ex: patch à fixer/suturer sur le coeur
À l’aide de la thérapie cellulaire, est ce qu’on peut s’attendre à recréé tout un myocarde et préservé la fonction cardiaque?
NON, il y a d’autres mécanismes pour expliquer cela, ce n’est pas à cause de la thérapie cellulaire
MAIS une étude montre que quand on injecte du milieu de culture + cellules souches = on réduit la taille de l’infarctus
Une étude montre que quand on injecte du milieu de culture + cellules souches = on réduit la taille de l’infarctus. Comment peut-on expliquer cela?
EFFET PARACRINIENS! ( = Se dit d’une cellule sécrétrice dont l’action s’exerce sur les tissus voisins)
LA RÉGÉNÉRATION = ne se fait pas par la cellule elle-même! MAIS par les SIGNAUX qu’elle émets
(car les cellules souches vont peuplé le tissus et ensuite vont être complètement enlevé après 28j - vue sur des résultats montré pendant cours - ex. on INDUIT un infarctus : technique de stent (ballon - angioplastie) qu’on laisse pendant 30mins ce qui induit un infarctus)
en effet, lorsque cell. souches + milieu culture sont présent, elle envoie des signaux afin d’enclenché des mécanismes de régérération, et on voit qu’après 1 semaine, il y a une amélioration de la fonction cardiaque
Concernant les effets paracriniens et puisque LA RÉGÉNÉRATION ne se fait pas par la cellule souche elle-même MAIS par les SIGNAUX qu’elle émets, suite à un protein array of MSC-derived factors, quelles sont les facteurs sécrété par les cellules souches ? (3)
expression de gènes angiogénique (epireguline, endotheline VEGF), anti-apoptotique (Galectin-3, frizled-6, smad-5, sFRP-1) et anti-remodelling (TIMP-2)
BUT combiné de ces facteurs: réduire mort cellulaire et favorisé la revascularisation
Concernant la thérapie cellulaire, pourquoi certains patient ont une meilleure réponse que d’autres?
chez certains patient, meilleure réponse, car meilleure signaux paracriniens, division cellulaire augmenté…etc (par transciptomic analysis CD133+ celles responders vs non-responders)
ils ont été capable d’émettre une signature génétique des répondeurs vs non réponderus = ouvre une porte à la médecine prédictive et personalisé
à l’aide de gene networks = cible des gènes pour optiminsation pharmacologiques
(ex. paquet de gènes qui peuvent affecté plusieurs processus métabolique pour optomisé la thérapie cellulaire)
certain patients ne répondent pas du tout à la thérapie cellulaire, pourquoi? qu’est-ce qu’il faudrait amélioré dans la thérapie cellulaire?
qualité des cellules du patient, viabilité du tissus…
il faut améliorer la thérapie cellulaire: améliorer livraison, augmenter nombre de cellules, préparer le milieu receveur (ex. timing - peut être donné une thérapie pour améliorer le milieu), modification génétique (en lab - prendre cellule crispr/cas9 pour modifié gène pr corrigé, meme avec akt…), conditionnement physique (ie.chaleur - 42 degré qlq heure et ensuite on l’implante - cellule = 37degré), conditionnement pharmacologique (en augmentant la viabilité du tissus et en augmentant les sécrétions paracines), il faut aussi mieux comprendre le milieu de la cellule pour pouvoir bien le répliqué in vitro, conditionnement hormone, biomatérieaux (matrice, gel)
les cellules qu’on livrent ne reste pas en place, il faut pensé à des solutions (biogel, matrices, genie tissulaire (patchs qu’on greffe))
Qu’est-ce que le célastrol?
agent cardioprotecteurs: célastrol = modulateur de l’activité HSP90
(chaperones qui protège la cellule des chocs - HSP90 protéine dans toute les cellules qui capte plusieurs facteurs de transcription à sa surface et les réprime, donc qd cellule a besoin d’un fact. transcription rapide, elle va relâché ces facteurs déjà pré-formé)
étude: Sham + HSP90 modulator = améliore la viabilité des cellules (celastrol treatment reduces cell death under hypoxic and oxidative conditions)
celastrol preserves hMSCs adipogenic differentiation (on veut que ces cellules restes MSC pour une éventuelle différenciation, on ne veut pas qu’ils se différencient en autres choses tout de suite)
cellule peuvent créé des nouveau vaisseaux, donc on augmente le nbr de myocyte.. comment faire les deux?
cellules viables, reste ou on les mets, et il faut qu’elles soit actives. comment?
cellule peuvent créé des nouveau vaisseaux, donc on augmente le nbr de myocyte.. comment faire les deux? EFFETS paracrines
cellules viables, reste ou on les mets, et il faut qu’elles soit actives. comment? pharmaco-optimisation
Expliquez brièvement la génie tissulaire
- cellules souches utilisées pour créer des tissus humains
- ensemencées sur matrice résorbable, cultivées dans bioréacteurs puis implantées dans le corps
- valve artificielle, conduit vasculaire, vessie, foie, muscle, etc…
V ou F?
les structures 3d de cellules répondent bcp plus à des signaux externes
VRAI
En théorie, afin d’effectué un clonage, il faut faire une énucléation, qu’est-ce?
énucléation = enlève noyaux et le remplace avec un nouveau noyau
par ex. énucléation d’un oocyte = crée un clone
Expliquez brièvement comment effectué un clonage reproductive chez une souris
prend 1 cellule de la souris normal, et on met ce noyau dans un oocyte enucléé.
si cette souris a un problème, on peut cloner des cellules qu’on peut cloner pour créé des cellules souches, mais ce n’est pas un traitement, car si la souris normal a une maladie, tout ces cellules clones vont l’avoir aussi
après injection cellule = problème de viabilité et rétention car on ne les livrent pas dans un tissus sain (après 24h = perte de 98% des cellules! ) car conditions de livraisons ne sont pas optimales
ex. souris = diabète type 1, on peut créé des nouvelles cellules et transplanté MAIS si une dystrophie musculaire (qqch de non corrigeable par clonage) on peut faire une thérapie génique combinée
Expliquez brièvement la thérapie génique combinée à cellules souches
On peut mettre un transgène et injecté ce gène par un adenovirus dans la veine porte du patient pour corriger le problème
MAIS adenovirus doit ciblé/injecté la bonne cellule
DONC ce qu’on peut faire, c’est créé des iPSC et ENSUITE les infecté avec cet adenovirus = plus sécuritaire
Quels sont les problèmes d’ordre éthique, légal et social en lien avec la thérapie cellulaire?
Problèmes d’ordre éthique: considérer enjeux moraux
Problèmes d’ordre légal: gouvernement dicte la loi, peut empêcher la recherche, organismes subventionnaires
Problèmes d’ordre social: religion, choix de société
V ou F?
Injection intracoronarienne de cellules non-sélectionnées de la moelle semble montrer bénéfice sur la récupération de la fonction cardiaque post-infarctus.
MAIS plusieurs cellules pourraient compétitionner pour la rétention et la résidence
VRAI
MAIS important de sélectionner les cellules - car 13% de plus qui vont à la bonne place
