Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Pathologie Vasculaire et Nutrition

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

sclérodermie systémique,fraction vasculaire stromale,cellules souches mésenchymateuses,thérapie celluaire,angiogenèse,fibrose

Keywords

systemic sclerosis,stromal vascular fraction,mesenchymal stem cells,cell therapy,angiogenesis,fibrosis

Titre de thèse

Propriétés angiogéniques et antifibrotiques des cellules progénitrices de la fraction vasculaire stromale du tissu adipeux dans la sclérodermie systémique
Angiogenic and antifibrotic properties of cell progenitors from the adipose tissue-derived stromal vascular fraction in systemic sclerosis

Date

Mercredi 8 février 2023 à 14:00

Adresse

Salle de thèse Rez-de-chaussée Faculté de pharmacie Campus Santé Timone 27 Boulevard Jean Moulin 13385 Marseille FRANCE Salle de thèse Rez-de-chaussée Faculté de pharmacie

Jury

Directeur de these Mme Florence SABATIER Aix Marseille Université - Centre de recherche en Cardiovasculaire et Nutrition
Rapporteur Mme Danièle NOËL INSERM U1183, IRBM
Rapporteur Mme Danièle BENSOUSSAN Université de Lorraine
Examinateur M. Fabrice SONCIN CNRS, Université de Lille
Examinateur M. Arnaud SCHERBERICH Hôpital universitaire de Bâle
Examinateur Mme Francçoise DIGNAT-GEORGE Aix Marseille Université - Centre de recherche en Cardiovasculaire et Nutrition

Résumé de la thèse

La Sclérodermie Systémique (ScS) est une maladie auto-immune rare et sévère caractérisée par une vasculopathie et des lésions de fibrose touchant la peau et les organes profonds. Elle est associée à une morbi-mortalité importante et une altération majeure de la qualité de vie. Ces observations conduisent à la nécessité de développer de nouvelles approches thérapeutiques, pour les patients souffrant de formes sévères mais également pour limiter les manifestations ischémiques et fibrotiques affectant le visage et les mains. Parmi ces stratégies innovantes, figurent des thérapies cellulaires dérivées du tissu adipeux autologue. Nos travaux antérieurs ont évalué l’injection de Fraction Vasculaire Stromale (FVS) du tissu adipeux autologue, concentré de cellules régénératives non adipocytaires, au niveau des doigts chez les patients atteints de ScS. Malgré des premiers résultats encourageants, l’essai randomisé n’a pas permis d’objectiver la supériorité de l’approche par FVS contre placebo. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de caractériser le potentiel angiogénique et antifibrotique de la FVS et des progéniteurs mésenchymateux du tissu adipeux dans le contexte de la ScS. Le premier volet de ce travail a questionné la pertinence d’une approche thérapeutique par FVS autologue en évaluant l’impact de la ScS sur le potentiel angiogénique de la FVS. Nous avons montré une légère altération de la capacité à former des néovaisseaux pour les FVS de patients sclérodermiques comparativement à de la FVS saine. Nous avons également identifié une signature transcriptomique particulière dans la FVS sclérodermique avec la modulation de 300 gènes dont celui de l’apeline, adipokine aux effets multiples. Par ailleurs, nous avons mis en évidence un potentiel antifibrotique de la FVS saine dans un modèle original de fibrose in vitro. Le second volet a été de déterminer si le potentiel paracrine des Cellules Souches/stromales Mésenchymateuses (CSM) isolées du tissu adipeux est impacté par le contexte autologue sclérodermique. Pour cela, nous avons expansé des CSM depuis des FVS saines et sclérodermiques et comparé leurs propriétés paracrines pro-angiogéniques et antifibrotiques dans des modèles de co-culture. Les résultats indiquent que les CSM de patients sclérodermiques maintiennent un effet angiogénique paracrine significatif sur des cellules endothéliales, bien que cet effet soit réduit comparativement aux CSM saines. Le potentiel antifibrotique des CSM sclérodermiques semble supérieur à celui de CSM extraites chez des donneurs sains, ce qui est en faveur d’une adaptation spécifique des CSM en réponse à l’environnement sclérodermique. Enfin, nous avons évalué les dérégulations de l’expression d’apeline et de son récepteur APJ au cours de la ScS et l’implication de cette voie dans le potentiel angiogénique de la FVS. Ces investigations montrent des niveaux d’expression similaires d’apeline et APJ dans CSM de donneurs saints et sclérodermiques. De plus, l’exposition de la FVS à un agoniste ou antagoniste de la voie apelinergique n’impacte pas significativement le potentiel angiogénique de la FVS in vitro. Néanmoins, les taux d’apeline sérique sont réduits chez les patients sclérodermiques, ce qui confirme des dérégulations de cette voie au cours de la ScS et incite à poursuivre l’étude spécifique de cette voie sur la composante endothéliale de la FVS. Enfin un dernier volet de ce travail, présenté sous forme de résultats préliminaires, documente la composition cellulaire de la micrograisse émulsifiée et son profil sécrétoire dans le contexte sclérodermique. Cette approche pourrait représenter une stratégie alternative et/ou complémentaire potentielle à la FVS. Au total, ce travail supporte le développement d’approches autologues dérivées du tissu adipeux dans la ScS et ouvre des perspectives d’ingénierie cellulaire ou moléculaire dans le but de renforcer l’efficacité thérapeutique de ces produits de thérapie cellulaire.

Thesis resume

Systemic Sclerosis (SSc) is a rare and severe autoimmune disease characterized by a vasculopathy and fibrosis lesions affecting the skin and deep organs. SSc remains associated with significant morbidity and mortality and major impairment of quality of life. These observations lead to the need to develop new therapeutic approaches, for patients suffering from severe forms but also to limit ischemic and fibrotic manifestations affecting the face and hands. Among these innovative strategies are cell therapies derived from autologous adipose tissue. Our previous work evaluated the injection of Stromal Vascular Fraction (SVF) from autologous adipose tissue, a non-adipose regenerative cell concentrates, into the fingers of patients with SSc. Despite encouraging initial results, the randomized trial did not demonstrate the superiority of SVF versus placebo. In this context, the objective of this work is to characterize the angiogenic and antifibrotic potential of SVF and adipose-derived mesenchymal stromal/stem cells in the context of SSc. The first part of this work questioned the relevance of a therapeutic approach based on autologous SVF by evaluating the impact of SSc on the angiogenic potential of SVF. We showed a slight impairment in the ability to form neovessels for SVF from patients compared to SVF from healthy donors. We have also identified a particular transcriptomic signature in SVF from SSc patients with the modulation of 300 genes including that of apelin, an adipokine with multiple effects. Furthermore, we have demonstrated an antifibrotic potential of healthy SVF in an original in vitro model of fibrosis. The second component was to determine whether the paracrine potential of Mesenchymal Stromal/stem Cells (MSC) isolated from adipose tissue is impacted by the autologous context of SSc. For this purpose, we expanded MSC from healthy and pathological SVF and compared their pro-angiogenic and antifibrotic paracrine properties in co-culture models. The results indicate that MSC from patients with SSc maintain a significant paracrine angiogenic effect on endothelial cells, although this effect is reduced compared to healthy MSC. Moreover, the antifibrotic potential of MSC from patients with SSc appears to be superior to that of MSC healthy donors, in favor of a specific adaptation of ASCs in response to the pathological environment. Finally, we evaluated the deregulations of apelin and its receptor APJ expression during SSc and the involvement of this pathway in the angiogenic potential of SVF. These investigations show similar expression levels of apelin and APJ in MSC from healthy donors and patients with SSc. Moreover, stimulation of SVF to an agonist or antagonist of the apelinergic pathway does not significantly impact the angiogenic potential of SVF in vitro. Nevertheless, serum apelin levels are reduced in patients with SSc, which confirms deregulations of this pathway during SSc and encourages further study of this pathway focused on the endothelial component of SVF. Finally, a last part of this work, presented in the form of preliminary results, documents the cellular composition of emulsified microfat and its secretory profile in the scleroderma context. This approach, under development, represents a potential alternative and/or complementary strategy to the FVS. Overall, this work supports the development of autologous adipose tissue-derived approaches in SSc and opens up prospects for cellular or molecular engineering to enhance the therapeutic efficacy of these cell therapy products.