Bourses 2015

La pertinence clinique de la prochaine génération de séquençage dans les cellules hématopoïétiques et de transplantations.

Un des éléments clés pour le succès d’une allogreffe de cellules souches hématopoïétiques est le choix du donneur. Celui-ci se base essentiellement sur la compatibilité au niveau des antigènes du complexe majeur d’histocompatibilité, appelés antigènes HLA (human leukocyte antigen) chez l’homme, ce qui implique la recherche d’un donneur ayant des propriétés immunologiques similaires ou très proches. Les molécules HLA jouent un rôle central dans la reconnaissance du soi et du non-soi (pathogènes, tumeurs, greffes) par le système immunitaire, et ces molécules sont aussi diversifiées que les visages de l’espèce humaine. Jusqu’à présent, la typisation HLA a principalement été faite grâce à des techniques de biologie moléculaire standard. Les nouvelles techniques de séquençage (next generation sequencing) permettent d’explorer la diversité (= le polymorphisme) de ces gènes à un niveau de complexité très largement supérieur. Dans ce projet, les Docteurs Buhler, Villard et Tiercy proposent de corréler ce niveau d’exploration des gènes HLA à l’évolution clinique de 300 allogreffes de cellules souches hématopoïétiques de donneurs non apparentés réalisées à Genève, Bâle et Zürich. Ce travail pourrait permettre d’identifier de nouveaux polymorphismes HLA et de révéler des différences au niveau des séquences codantes et non-codantes des gènes HLA qui seraient indétectables par les techniques standard, mais qui pourraient avoir un impact dans le suivi clinique des allogreffes.

L’analyse des cellules unique transcriptomique de cellules souches leucémiques chez les patients pédiatriques

La leucémie aiguë lymphoblastique (LLA) reste la cause principale de mort par cancer chez l’enfant. En cas d’évolution défavorable, on observe habituellement une réponse initiale, suivie d’une rechute qui est probablement due à la destruction incomplète de cellules résiduelles résistantes. Ce projet cherche à mieux comprendre les caractéristiques moléculaires de ces cellules résiduelles résistantes, en profitant de compétences complémentaires des investigateurs. La première étape va consister à isoler les cellules souches grâce à des techniques de cytométrie en flux très précises (Prof. Thomas Matthes), permettant une analyse génétique sur des cellules isolées (Dr Christelle Borel et le Prof. Marc Ansari). Cinq patients souffrant de cette maladie seront analysés en isolant des cellules souches avant et après transplantation de moelle et en analysant le transcriptome de 600 cellules isolées dans chaque échantillon.

Cette étude pourrait permettre d’identifier les raisons moléculaires de la résistance et de développer des traitements ciblés.

L’étude des cellules lymphocytes T sénescentes et leurs épuisements après un greffe osseuse de type hématopoïétiques

Après une allogreffe de moelle osseuse, le système immunitaire est longtemps défaillant, une anomalie contribuant au risque de récidive de cancer et de complications infectieuses affectant la qualité et la quantité de vie. Les mécanismes de cette insuffisance du système immunitaire sont encore mal connus malgré de nombreuses études à ce sujet. Parmi les cellules du système immunitaire, les lymphocytes T jouent un rôle prépondérant dans la surveillance contre le cancer et dans la protection contre les infections. Après l’allogreffe, ces lymphocytes T apparaissent fatigués et vieillissants (on parle d’épuisement et de sénescence). Récemment, le Dr Simonetta a réussi à caractériser ces cellules sénéscentes (vieillissant trop vite) dans un autre contexte (infection à HIV), montrant qu’il est possible d’identifier ces cellules grâce à l’expression du CD57 et à la perte d’expression d’une molécule appelée « éomésodermin ». Des résultats préliminaires post-allogreffes semblent suggérer la forte présence de ces cellules dans cette situation.

Dans ce projet, l’objectif est de caractériser ces cellules, de voir leur évolution au cours du temps et d’étudier l’association de la senescence et de l’épuisement immunologique avec les complications post-allogreffes.

L’étude sur les caractéristiques de la la fibrinogène et les caillots de fibrine d’une anomalie congénitale fibrinogène et leur corrélation avec le phénotype et génotype.

La coagulation du sang nécessite une fonction normale d’une protéine appelée « fibrinogène ». De rares personnes présentent des anomalies de cette protéine (appelée « dysfibrinogénémie »), ce qui favorise les complications thrombotiques ou hémorragiques. Etonnamment, certaines personnes, malgré leur dysfibrinogénémie, ne feront jamais de thrombose ou d’hémorragie. Le Dr Alessandro Casini rentre de Leeds, où il a eu la chance d’apprendre des techniques permettant d’analyser les conséquences fonctionnelles des anomalies du fibrinogène. En exploitant la plus grande banque mondiale des dysfibrinogénémies (grâce à l’implication dans ce projet de la Prof. Neermann-Arbez), le Dr Alessandro Casini pourra tenter d’établir des corrélations entre le type d’anomalie (déterminé par génétique) et les conséquences fonctionnelles (test de polymérisation et de fibrinolyse, génération de thrombine, propriétés viscoélastiques).

Développement d’un biréacteur pour l’étude du vieillissement du RBC sous les conditions de la banque du sang

Trois cent mille concentrés de globules rouges sont stockés chaque année en Suisse pour une période maximale de 42 jours. Nous savons que cette conservation s’accompagne d’un vieillissement des cellules avec un certain nombre de conséquences biologiques.

Dans son projet, le Dr Prudent utilise un bioréacteur qui permet de reproduire ce processus de vieillissement ex vivo dans un environnement contrôlé et donc de le caractériser. L’objectif est bien sûr d’améliorer la qualité et l’efficacité des produits transfusés en testant différentes hypothèses :

–       Effet de différentes compositions gazeuses (telle que l’absence d’oxygène)

–       En ajoutant des milieux de conservation plus favorables avec des propriétés antioxydants notamment

–  En testant des milieux de renouvellement cellulaire

L’étude sur le rôle de la morphologie mitochondriale dans les cellules souches des leucémies vs les cellules souches normales hématopoïétiques.

Chaque tumeur (leucémie, myélome, tumeur cérébrale) inclut un certain nombre de cellules souches, dont on connaît maintenant la responsabilité dans la résistance au traitement et dans les rechutes. Dans ses travaux récents, le Dr. Martinvalet a démontré que les mitochondries (véritable centrale nucléaire des cellules) des cellules souches de gliome n’avaient pas la même morphologie que les cellules différentiées du gliome, et que cela leur conférait alors une sensibilité particulière à l’action lytique des lymphocytes T. Sur la base de résultats préliminaires dans le cadre du myélome, le Dr Martinvalet fait l’hypothèse que l’ensemble des cellules souches cancéreuses (quelle que soit l’origine) serait caractérisé par des mitochondries particulières, diminuées dans capacité de fusion (en raison d’une baisse d’expression de la protéine mitofusin 2), observation faite uniquement dans le gliome pour l’instant.

Si le Dr Martinvalet confirme cette spécificité morphologique et fonctionnelle des mitochondries des cellules souches tumorales, cela ouvrira des possibilités importantes pour cibler de façon sélective ces cellules. Dans le cas des leucémies, cela permettrait l’attaque ciblée des cellules souches tumorales, en épargnant les cellules souches hématopoïétiques normales nécessaires à la fabrication des cellules sanguines normales.