Projet ANR-14-LAB3-0001 – HuLiver : Foie humanisé chez le rat
Programme : Laboratoires Communs organismes de recherche publics - PME/ETI - Vague 3 (LabCom - Vague 3)
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Tuan Huy NGUYEN (INSERM UMR 1064)
Partenaires : Centre pour la Recherche en Transplantation & Immunointervention
Montant : 300000.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : Bioproduction d’hépatocytes  humains in vivo par repeuplement de foies de ratsProduire des hépatocytes humains en masse est au cœur d’un enjeu économique, biotechnologique et de recherche biomédicale. Les études sur des modèles animaux sont trompeuses, car la spécificité et les métabolites intermédiaires produits par les enzymes hépatiques sont souvent différents de leurs homologues humains. Les hépatocytes isolés à partir de foies humains sont le modèle in vitro «idéal« mais leur obtention est limitée et en plus leur amplification in vitro est impossible.
Création d’un modèle de rat avec un foie humaniséLe programme Labcom vise à développer un système robuste capable d’amplifier en masse des hépatocytes humains. Le foie a la capacité extraordinaire de régénérer et la singularité de le faire à partir des hépatocytes déjà présents dans le foie. A l’heure actuelle, il n’est pas possible de reconstruire in vitro l’architecture complexe du foie pour reproduire des hépatocytes. Nous développerons une technologie innovatrice basée sur la régénération hépatique pour produire rapidement et en masse les hépatocytes humains in vivo dans le foie de rat qui a la taille idéale comme bioréacteur de laboratoire. Nous développerons une méthode de purification des hépatocytes humains issus des foies humanisés. Nous constituerons de grandes banques d’hépatocytes humains de différents donneurs prêtes à l’emploi pour leur commercialisation. De plus, un second objectif est de proposer un modèle animal avec un foie humanisé capable de modéliser la fibrose/cirrhose hépatique humaine. Ce projet associe l’unité INSERM UMR1064 (Nantes) et la société Biopredic (Rennes).
Transplantation, repeuplement hépatique in vivo et constitution des lots d’hépatocytes humains congelésNous transplanterons des hépatocytes humains dans le foie de rat immunocompromis afin d’éviter le rejet immunitaire des cellules humaines. Nous développerons aussi une technologie pour conférer un avantage de prolifération des hépatocytes humains afin qu’ils remplacent progressivement les hépatocytes endogènes du rat. La fonctionnalité et la qualité des foies humanisés seront analysées par histologie,  immunohistochimie  et l’expression des protéines hépatiques humaines (ARN, ELISA). Les hépatocytes seront ensuite isolés des foies de rats, purifiés puis congelés. Les lots d’hépatocytes humains congelés seront contrôlés afin de valider leurs puretés, leurs capacités d'adhérence et leurs fonctionnalités métaboliques.
Résumé de la soumission : Produire des hépatocytes humains en masse et de qualité est au cœur d’un enjeu économique, biotechnologie et de recherche biomédicale. En effet, le foie est l’organe majeur pour la destruction et l’élimination des déchets métaboliques endogènes, et xénobiotiques (polluants, pesticides, médicaments). Il est  responsable de la biotransformation de nombreux médicaments en métabolites actifs. Cependant, ces métabolites actifs, ou leurs intermédiaires, peuvent avoir une toxicité hépatique. Les problèmes inattendus de toxicité et de pharmacocinétique sont responsables de la plupart des échecs dans le développement clinique de médicaments. Le foie assure d’autres fonctions vitales telles que la production de la majeure partie des protéines sériques et des lipides, la production de la bile, la biotransformation des aliments en nutriments, et le maintien de l’homéostasie glucidique (stockage du glucose). Enfin, il est la cible d’agents infectieux spécifiques de l’Homme, comme le virus de l’Hépatite C. On comprend ainsi l’intérêt majeur des industries biopharmaceutiques, des chercheurs et des cliniciens pour des hépatocytes humains à disposition. Les études sur des modèles animaux sont trompeuses, car l’activité, la spécificité et les métabolites intermédiaires produits par les enzymes hépatiques sont souvent différents de leurs homologues humains. Les hépatocytes isolées à partir de biopsies de foie représentent le système de culture idéal mais ils se sont de sources très limitées et  ne peuvent pas être amplifiés in vitro. Les organes entiers prélevés puis rejetés pour la greffe sont rares et de qualité insuffisante (stéatose massive en général).Ce projet associe l’unité INSERM UMR1064 (Nantes) et la société Biopredic (Rennes). L’UMR1064, Centre pour la Recherche en Transplantation et en Immunologie, développe en particulier une thématique de recherche centrée sur l’induction de la tolérance en transplantation, et la thérapie cellulaire dans le foie. La société Biopredic est une société internationalement reconnue spécialisée dans la distribution  de cellules humaines primaires et en particulier des hépatocytes humains pour la recherche,  le développement de médicaments, la pharmacologie et la toxicologie.Le programme de Laboratoire Commun vise à développer un système robuste capable d’amplifier en masse des hépatocytes humains. Le foie a la capacité extraordinaire de régénérer et la singularité de le faire à partir des hépatocytes déjà présents dans le foie. A l’heure actuelle, il n’est pas possible de reconstruire in vitro l’architecture complexe du foie pour reproduire des hépatocytes. Nous développerons une technologie innovatrice basée sur la régénération hépatique pour produire rapidement et en masse les hépatocytes humains in vivo dans le foie du rat qui a la taille idéale comme bioréacteur de laboratoire (1 milliard d'hépatocytes/foie). Nous développerons une méthode de purification des hépatocytes humains issus des foies humanisés.  Nous constituerons de grandes banques d’hépatocytes humains (congelés) de différents génotypes prêtes à l’emploi pour leur commercialisation. De plus, une seconde innovation de la technologie est de proposer un modèle animal avec un foie humanisé capable de modéliser la fibrose/cirrhose hépatique humaine et de répondre à une vaccination. La société Biopredic enrichira ainsi sa propriété intellectuelle et son savoir-faire technologique, lui permettant d’être innovante et de devenir le leadership dans un environnement industrielle de compétition internationale forte. L’INSERM UMR 1064 valorisera économiquement son savoir-faire et disposera d’un modèle de foie humanisé chez le rat pour ses recherches en immunologie de la transplantation et en biothérapie hépatique.
Résultats : Parmi les protocoles d’immunosuppression évalués, nous avons déterminé un protocole permettant une xénogreffe d’hépatocytes humains dans le foie de rat. Un lot d'hépatocytes humains primaires pré-sélectionnés est en cours de test dans le protocole d'immunosuppression validé.
Perspectives : Les perspectives sont maintenant de mettre en place le protocole permettant un repeuplement massif des hépatocytes humains dans le foie des rats transplantés.
Publications et brevets : Aucun