Soutenance de thèse de Pauline FRANCOIS

La Fraction Vasculaire Stromale (FVS) est une suspension cellulaire hétérogène de cellules contenant des progéniteurs mésenchymateux et endothéliaux. L’activité synergique de l’ensemble des cellules la composant lui confère des propriétés angiogénique, immunomodulatrices et régénérative et ont conduit à son évaluation comme Médicament de Thérapie Innovante (MTI) dans des indications diverses. Depuis plus d’une décennie, l’apparente facilité de production de FVS autologue a déclenché un véritable engouement pour son utilisation, presque empirique, en clinique. Pourtant de nombreux facteurs peuvent avoir une influence sur la qualité et la sécurité de ce MTI notamment les techniques de fabrication et les facteurs physiopathologiques présents chez le patient. Ce travail de thèse a pour objectif de caractériser l’impact de ces éléments technologiques et biologiques. Le premier volet de ce travail a consisté à développer un protocole de production standardisé de la FVS permettant l’obtention d’une substance active optimisée. Ce protocole a été construit de manière à être conforme aux Bonnes Pratiques de Fabrications opposables aux MTI ainsi qu’à permettre une limitation des coûts afin d’offrir une thérapeutique plus accessible à la demande clinique. Sa concrétisation a d’ores et déjà permis le traitement d’une dizaine de malades inclus dans des essais cliniques. Une large étude rétrospective multicentrique de FVS de grade thérapeutique a été réalisée dans un second temps pour progresser vers la standardisation des contrôles qualités appliqués à ce produit cellulaire. L’analyse de presque trois cents FVS cliniques a démontré un réel impact des procédés de production sur la composition et la qualification du produit fini. De plus, à la lumière des caractéristiques biologiques de la FVS en condition d’utilisation, des critères libératoires du produit fini ont été proposés : une FVS délivrée à un patient devrait atteindre un minimum de 80% de viabilité et un rendement de 1.50 × 105 cellules nucléés viables par mL de tissu adipeux, par ailleurs la FVS devrait être composée d’au moins 20% de cellules stromales mésenchymateuses et moins de 50% de leucocytes. Le troisième volet de ce travail s’est intéressé à la caractérisation biologique de la FVS en contexte autologue de facteurs de risque vasculaire : l’âge et le diabète. L’impact de l’âge a été évalué grâce à un modèle original de FVS issue de tissu adipeux périrenal de donneurs à critères élargis, dont l’âge est plus avancé que celui de donneurs optimaux. Cette étude a mis en évidence une signature inflammatoire, avec une proportion de lymphocytes Natural Killer plus élevée au sein de la FVS et une expression de cytokines pro-inflammatoires, corrélée à l’âge. L’investigation de l’impact du diabète sur la FVS, est présentée en données complémentaires dans ce travail. Elle a montré l’existence d’un effet délétère marqué sur le contingent endothélial, témoigné par l’augmentation de la sénescence et la réduction des propriétés angiogéniques. Ces résultats suggèrent que des stratégies d’ingénierie cellulaire appliquée à la FVS pourraient être prometteuses pour obtenir un produit cellulaire à activité accrue dans les pathologies vasculaires.

The Stromal Vascular Fraction (SVF) is an heterogeneous cell suspension containing mesenchymal and endothelial progenitors. The synergistic activity of all the cell-subset confer to SVF its angiogenic, immunomodulatory and regenerative properties and leads to its evaluation as an Advanced Therapy Medicinal Product (ATMP) in various indications. For more than a decade, the apparent easy production of autologous SVF has increased its, almost empirical, use in the clinic. However, many factors can have an influence on the quality and safety of this ATMP, in particular the manufacturing techniques and the patients physiopathological factors. This thesis work aims to characterize the impact of these technological and biological elements. The first part of this work consisted in developing a standardized manufacturing protocol for the FVS allowing the production of an optimized active substance. This protocol was designed to comply with Good Manufacturing Practices applicable to ATMP as well as to limit costs in order to offer more accessible therapy to clinical demand. Its realization has already enabled the treatment of a dozen patients included in clinical trials. A large retrospective multicenter study of therapeutic grade FVS was carried out as a second step to progress towards the standardization of quality controls applied to this cellular product. The analysis of almost three hundred clinical FVS represented a real impact of the production processes on the composition and qualification of the finished product. In addition, in the light of the biological characteristics of FVS in use condition, release criteria for the finished product have been proposed: an FVS delivered to a patient should reach a minimum of 80% viability and a recovery yield of 1.50 × 105 viable nucleated cells per mL of adipose tissue, furthermore the SVF should consist of at least 20% mesenchymal stromal cells and less than 50% leukocytes. The third part of this work is concerned with the biological characterization of SVF in the autologous context of vascular risk factors: age and diabetes.The impact of age was assessed using an original model of SVF derived from perirenal adipose tissue from extended-criteria donors whose age is more advanced than that of optimal donors. This study demonstrated an inflammatory signature, with a higher proportion of Natural Killer lymphocytes within the FVS and an expression of pro-inflammatory cytokines, correlated with age. The investigation of the impact of diabetes on SVF is presented as additional data in this work. It showed the existence of a marked deleterious effect on the endothelial contingent, evidenced by the increase in senescence and the reduction in angiogenic properties. These results suggest that cell engineering strategies applied to FVS could be promising to obtain a cell product with increased activity in vascular pathologies.