La moelle osseuse contient les cellules souches hématopoïétiques qui se différencient pour produire les globules rouges et blancs. Une production inadéquate de cellules sanguines est à l’origine de nombreuses maladies, telles que les neutropénies. Les traitements actuels présentent d’importantes limites, notamment la dur.e de vie limitée des produits transfusés. L’objectif principal du présent projet structurant est de générer en laboratoire des produits sanguins humains à partir de la reconstruction d’une moelle osseuse humaine par génie tissulaire. Les objectifs spécifiques sont donc 1) d’établir une banque de cellules souches hématopoïétiques humaines respectant les normes éthiques 2) de concevoir des chambres de culture en PDMS pour la production de moelle osseuse fonctionnelle et 3) de générer des concentrés en neutrophiles grâce à la culture des cellules souches hématopoïétiques humaines dans les chambres de cultures en PDMS. Ce projet structurant présente des retombées translationnelles dans le domaine de la thérapie cellulaire, en permettant la fabrication de produits sanguins en laboratoire. Il contribuera donc à réduire la dépendance aux dons sanguins, tout en ouvrant la voie au développement de traitements personnalisés pour les patients souffrant de troubles hématologiques complexes ou rares, pour lesquels les solutions cliniques actuelles sont limitées.

Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie où le système immunitaire détruit les cellules du pancréas qui produisent l'insuline. Les personnes atteintes de DT1 dépendent d’injections d’insuline régulières pour contrôler leur glycémie, mais cela ne permet pas d’éviter les complications à long terme. Les chercheurs développent de nouvelles thérapies en utilisant des cellules productrices d'insuline cultivées en laboratoire (appelées îlots) comme traitement durable potentiel. Cependant, le système immunitaire peut également attaquer ces îlots transplantés.

Ce projet étudie une technique appelée microencapsulation, qui consiste à entourer les îlots d'un matériau protecteur semblable à un gel (alginate). Ce revêtement vise à protéger les îlots contre les attaques immunitaires tout en permettant le passage des nutriments et de l'insuline. Nous testons comment différentes versions de ce matériau affectent la libération de molécules et comment elles interagissent avec les cellules immunitaires. L'objectif est de trouver la meilleure formulation qui protège les îlots tout en maintenant leur bon fonctionnement.

Cette recherche permettra de concevoir de meilleurs implants pour les personnes atteintes de DT1 et pourrait contribuer à une future thérapie cellulaire curative sans nécessiter d’immunosuppression.

Le mélanome uvéal est la tumeur de l’oeil la plus fréquente chez l’adulte. Malgré le traitement de la tumeur primaire par radiothérapie ou ablation, la moitié des cas développent des métastases au foie. Il existe des tests génétiques pour déterminer le risque des patients de développer le stade avancé, mais le taux de guérison des métastases demeure proche de zéro. MYC est un facteur de transcription qui joue un rôle central dans le développement du cancer et sa propagation à d’autres organes. Il est très abondant dans les cellules cancéreuses du mélanome uvéal. Nos collaborateurs internationaux ont développé un peptide inhibiteur de MYC appelé Omomyc. Nous analyserons le potentiel thérapeutique d’Omomyc dans le mélanome uvéal à l’aide de modèles cellulaires, tissulaires et animaux. Différentes formulations du peptide thérapeutique seront testées, incluant des nanoparticules d’or fonctionnalisées avec une protéine spécifique au mélanome uvéal pour cibler le cancer et épargner les tissus sains. Notre projet multidisciplinaire combine des expertises en cancers oculaires, nanotechnologies, génie tissulaire et peptides thérapeutiques et aura un impact clinique au Québec dans le domaine de l’oncologie oculaire. Nous avons un accès privilégié aux biobanques « Mélanome uvéal » et « Tissus oculaires » (RRSV-FRQS) pour notre étude.

La thérapie cellulaire utilisant des cellules immunitaires T a changé la façon dont on traite certains cancers. Dans plusieurs cas de cancers des organes lymphatiques (lymphomes) qui étaient résistants à la chimiothérapie, une thérapie utilisant les cellules T des patients s’est avérée très efficaces; les cellules CAR T. Les cellules CAR T sont préparées en laboratoire à partir des cellules T des patients que l’on modifie génétiquement afin qu’elles expriment un récepteur spécial (le CAR pour chimeric antigen receptor) qui reconnait les cellules cancéreuses et active la cellule CAR T. La thérapie CAR T est toutefois limitée par le dysfonctionnement des cellules T des patients qui ont reçu plusieurs cycles de chimiothérapie auparavant et le récepteur CAR lui-même qui transmets en continu des signaux activateurs aux cellules CAR T qui s’épuisent. Les MARC sont un type de récepteur alternatifs aux CAR. Cette invention québécoise émanant de nos travaux a montré que le MARC n’épuise pas la cellule T et est supérieur au CAR chez la souris. Ce projet est pour démontrer que le MARC est aussi supérieur au CAR lorsque qu’exprimé par des cellules T de patients (déjà épuisées) et qu’il pourrait à terme remplacer les CAR actuels.

Lorsqu’une artère du coeur est bloquée, le coeur peut manquer d’oxygène ce qui peut mener l’infarctus (arrêt cardiaque). L’intervention la plus courante est d’insérer une endoprothèse – aussi nommé tuteur ou stent – à l’intérieur de l’artère pour la maintenir ouverte. La plupart des endoprothèses sont en forme de treillis métalliques très fins recouverts de médicaments qui visent à éviter la prolifération de cellules indésirables qui pourraient mener à une nouvelle obstruction. Toutefois, ces médicaments inhibent aussi la prolifération des cellules endothéliales qui tapissent tous nos vaisseaux sanguins. Ces cellules sont essentielles pour éviter la formation de caillots et de complications à long terme. Chez environ une personne sur cinq, une nouvelle intervention devra être pratiquée sur la même artère dans les 5 années suivantes.

Pour réduire ces complications à long terme, nous proposons une nouvelle technologie visant à capter des cellules humaines (qui se trouvent dans le sang) qui peuvent former une couche endothéliale très rapidement. Cette approche permettrait de créer une couche cellulaire naturelle à la surface du métal, ce qui pourrait éviter les complications. En utilisant des matériaux biomimétiques, nous visons ainsi une thérapie cellulaire in situ, exploitant le potentiel régénératif de cellules endogènes.

De nombreuses mutations sont responsables du glaucome, une maladie héréditaire conduisant à la cécité. Dr. Raymond a accès à des familles franco-canadiennes présentant des mutations du gène MYOC (K423E, G367R, Q368X, P481L) responsables de cette maladie. Nous avons initialement envisagé de corriger chacune de ces mutations par Prime editing (PE). Cependant, cela nécessiterait un ARN guide différent pour chaque mutation et donc un essai clinique pour chaque mutation. La protéine myociline codée par MYOC n'étant pas nécessaire au fonctionnement des cellules TM du réseau trabéculaire, nous avons décidé d'utiliser le PE pour introduire des codons stop au début du gène MYOC afin de bloquer la production de cette protéine, quelle que soit la mutation. Cette approche thérapeutique unique pourrait être utilisée pour les 504 mutations de MYOC identifiées dans le monde. Tremblay optimisera l’introduction du codon stop dans les cellules TM. Lands introduira ensuite l'ARNm du Prime éditeur dans des nanoparticules lipidiques (LNPs). Ces LNPs seront ensuite injectées dans les yeux d'un modèle murin pour démontrer notre capacité à éditer le gène myoc et à diminuer la protéine myociline. En cas de succès, nous disposerons d'une thérapie génique unique permettant de traiter de nombreuses personnes atteintes de glaucome héréditaire.