Transcript CELLULES SOUCHES LEUCEMIQUES POITIERS ATURHAN

CELLULES SOUCHES LEUCEMIQUES
Professeur A.TURHAN
SERVICE d’HEMATOLOGIE ET d’ONCOLOGIE BIOLOGIQUES
CHU DE POITIERS
INSERM U935, UNIVERSITÉ DE POITIERS
OVOCYTE
UNE HISTOIRE DES CELLULES
SOUCHES
Fécondation
2 cellules
4 cellules
SPERMATOZOIDE
Muscle
Foie
Moelle osseuse
Cerveau..
(4-6 semaines)
Début de la
Spécialisation
Masse interne
QUE FAIT UNE CELLULE SOUCHE ?
CS
ELLE DONNE NAISSANCE A DES CELLULES IDENTIQUES A ELLE-MEME
(Autorenouvellement)
ELLE DE DIFFERENCIE POUR ASSURER LA PRODUCTION DES CELLULES
FONCTIONNELLES DANS UN ORGANE
CELLULES SOUCHES ADULTES
SPECIFIQUES DES TISSUS
FOIE
Cerveau:
CS NEURALES
PRODUCTION DU SANG
(MOELLE OSSEUSE)
MUSCLE
Cellule souches hématopoietiques: Spécificités
MIGRATION
(Homing vs
Mobilization)
G0
Autorenouvellement
QUIESCENCE
« Dormance »
( x Années)
Différenciation
OU
Progéniteurs
Cellules matures
NICHES HÉMATOPOÏÉTIQUES
INTRAMÉDULLAIRES
Spindle
N Cadherin+
CD45- Osteoblast
Ang1 / Tie2
Mobilization /
HSC
Homing
Prolifération / Différenciation
HSC
TPO / Mpl
Osteoblast
HSC
SDF1 / CXCR4
Niche Ostéoblastique
HSC
OPN / Integrines
O2
CS
Quiescentes
Niche vasculaire
CELLULES SOUCHES
DE LA MOELLE OSSEUSE: FABRICATION DES CELLULES
DU SANG (HEMATOPOIESE)
Cellules souches
Globules
blancs
Globules
rouges
Plaquettes
CELLULES SOUCHES
DE LA MOELLE OSSEUSE: FABRICATION
DES CELLULES DU SANG
CELLULES SOUCHES
HEMATOPOIETIQUES :QUELQUES CHIFFRES
Nombre de
Globules
Rouges produits chez l’adulte
(70kg)
210 Milliards de cellules /jour
Poids moyen
adulte: 70 kg
~ 8 Milliards de cellules / heure
140 gr / jour
Nombre de cellules / 70 kg: ~1014
CELLULES SOUCHES
DE LA MOELLE OSSEUSE:
Equilibre Production-Destruction
Production
Destruction
Fonctionnement
normal
Fonctionnement
Insuffisant
Ex: Anémies
Fonctionnement
Augmenté
Ex: Polyglobulies
Maladies de la moelle osseuse
COMMENT SAIT-ON QUE LES CSH
EXISTENT ?
Les cellules « spécialisées ont une durée de vie limitée
GB: 24 hrs Plaquettes : 6-7 Jours Globules rouges: 120 jours.
Un Renouvellement constant est nécessaire > 75-80 ans
SOUCHE
CELLULES DIFF.
COMMENT RECONNAÎT-ON UNE
CELLULE SOUCHE DE MOELLE OSSEUSE ?
C. SOUCHE
Globules
rouges
Plaquettes
Globules
blancs
NON-IDENTIFIABLE
PAR TECHNIQUES
MICROSCOPIQUES
ASPECT
MORPHOLOGIQUE
CONNU
COMMENT RECONNAÎT-ON UNE
CELLULE SOUCHE DE MOELLE OSSEUSE EN
L’ABSENCE DE METHODES DIRECTES
Methode 1:
Culture 2-5
semaines
Methode 2:
Injection de
Cellules aux souris
immunodéficientes
CS deviennent reconnaissables
Par différenciation
QU’EST-CE QU’UNE LEUCEMIE ?
PROLIFERATION NON CONTROLEE
D’UNE SEULE CELLULE SOUCHE
(ORIGINE CLONALE)
PLUSIEURS TYPES DE LEUCEMIES
LEUCEMIES
LYMPHOIDES
LEUCEMIES
MYELOIDES
LEUCEMIES MYELOIDES
LEUCEMIES
« AIGUES »
Debut brutal
Prolifération avec
Arrêt de la Différenciation:
Diminution du nombre
des cellules normales:
Plaquettes (hémorragies)
Leucocytes (infections)
Globules Rouges (Anemie)
LEUCEMIES
« CHRONIQUES »
Debut progressif
Prolifération sans blocage
de la Différenciation
Augmentation des GB, plaquettes
LEUCEMIE AIGUES: PROLIFERATION
CLONALE D’UNE CELLULE SOUCHE AVEC
ARRET DE DIFFERENCIATION
CS NORMALE
CS LEUCEMIQUE
Stem
« Blastes »
Progéniteurs
Leucemie Aigue:
Arret de la
différenciation
Cellules
Différenciées
(GB, GR, Plaquettes)
Les cellules différenciées ne sont plus
Fabriquées: Saignements, infection
LEUCEMIE MYELOIDE CHRONIQUE:
DIFFERENCIATION NON PERTURBEE
Phase Chronique
Ph Accéleration
Crise Blastique
Ph1
ONCOGENE
BCR-ABL
ARRET DE LA
DIFFERENCIATION
Ph1+
Progenitors
DIFFERENCIATION
LEUCEMIE AIGUE
QUELLE EST LA CAUSE DES LEUCEMIES ?
Apparition d’une
Anomalie génétique
(mutation/changement
De localisation d’un chromosome)
Acquise
80% des cas
CS «LEUCEMIQUE »
PORTEUSE DE LA MUTATION
Moelle « envahie »
Temps
BASES GENETIQUES DES LEUCEMIES
LAM, LAL
LMC
22qPh1
BCR-ABL
TK+++
Speck and Gilliland, Nat Rev Cancer
MÉCANISMES GÉNÉRAUX CONDUISANT
À LA TRANSFORMATION LEUCÉMIQUE
Inhibition de la
différenciation
Augmentation
de la
prolifération
Augmentation de
la survie cellulaire
Augmentation
de l’auto-renouvellement
CIBLES
THERAPEUTIQUES POTENTIELLES
CELLULES SOUCHES LEUCEMIQUES:
PERSISTANCE D’UNE HIERARCHIE
CSL:
Cellules Souches Initiatrices
De Leucémies
Progéniteurs
Leucémiques
CD34-
Autorenouvelllement
« réservoir »
Prolifération et
Différenciation limitée
Peu ou pas de
prolifération
Blocage de la
différenciation
COMMENT RECONNAÎT-ON UNE CELLULE
SOUCHE LEUCEMIQUE ?
Injection des
Cellules purifiées
De patients
Aux souris
Immunodéficientes
(pas de rejet)
Greffe de cellules
Humaines
Analyse des marqueurs
leucémiques
Greffe secondaires
À d’autres souris
Si prise de greffe:
Autorenouvellement
« Leukemia Stem cell «
SCID-LC IC
ORIGINE DE LA LEUCEMOGENESE:
NOUVEAUX CONCEPTS
CELLULE SOUCHE
INITIANT LA
LEUCEMIE EST
PRIMITIVE
LA PLUPART
DES L. AIGUES
AIGUE
LEUCEMIE
MYELOIDE
CHRONIQUE
CELLULE SOUCHE
INITIANT LA LEUCEMIE
EST DIFFERENCIEE:
Acquisition des
caracteristiques
« souche » par
« plasticité »
CERTAINES
L. AIGUES
PHASE
BLASTIQUE
DE LEUCEMIE
MYELOIDE
CHRONIQUE
ACQUISITION DES CARACTERISTIQUES « SOUCHES »
PAR DES CELLULES DEJA DIFFERENCIEES
?
CSL
Evenement
Génétique
Progéniteurs
CSL
Implications thérapeutiques potentielles différentes ?
Progéniteur
Différencié
COMMENT TRAITE-T-ON LES LEUCEMIES ?
LEUCEMIES
AIGUES
Chimiotherapies (Induction
Et traitement entretien)
Greffe de cellules
Souches allogéniques
(en fonction des facteurs de gravité)
Agents de différenciation
LEUCEMIE
MYELOIDE
CHRONIQUE
THERAPIES « CIBLEES »
Visant seulement les cellules
Leucémiques
« Inhibiteurs »
GLIVEC
(IMATINIB)
LEUCÉMIE MYÉLOÏDE CHRONIQUE:
DE LA « LEUCOCYTHEMIA » AUX
MUTATIONS
1996
Imatinib
(IM)
1845
Description
Initiale
Bennett,
Virchow
1974
t (9;22)
J. Rowley
1960
Chromosome Ph
Nowell & Hungerford
1984
BCR-ABL
1999-2007
IRIS
Mutations
BCR-ABL
Resistance IM
Nouveaux ITK
Dasatinib
Nilotinib
PRINCIPES THE THERAPIES
CIBLEES DE LA LMC
Cellule Normale:
Absence de la protéine
BCR-ABL
Cellule leucémique:
Presence de la protéine
BCR-ABL
Mort cellulaire
Survie= cellules normales
Non atteintes
INHIBITEURS BCR-ABL
Effets secondaires
réduits
MODELES MURINS: ETUDE DE
L’EFFICACITE DES INHIBITEURS TK
- Imatinib
Wolf and Ilaria, Blood 2001
+ Imatinib
COMPARAISON IM VS IFN-ARA-C :
ESSAI IRIS
Groupe 1
IFN
5M UI/M2/J+ ARA-C
19 Mois
RCM
RCC
FFP
34%
14%
91.5
87%
76%
97.5
LMC
DIAGNOSTIC
(1106 Pts)
Groupe 2
Imatinib 400 mg
19 Mois
IM : TRAITEMENT DE PREMIERE LIGNE DE LA LMC
N Engl J Med. 2003 Mar 13;348(11):994-1004.
IM EN PREMIERE LIGNE : ARRETS
DU TRAITEMENT SUIVIS DE RECHUTES
Etude STIM :
survie sans rechute moléculaire n = 100
A M12, la probabilité d’être en RMC est de 43% (95% CI : 33-53%)
Etude STIM : survie sans rechute moléculaire en
fonction du score de gravité n = 60
A M12, la probabilité de RMC est de :
58 % (39%-73%) pour les patients faible risque
36 % (17%-56%) pour les patients risque intermédiaire
29% (4%-61%) pour les patients haut risque
p = 0.028
faible risque
risque intermédiaire
haut risque
PROBLEME ACTUEL: RESISTANCE DES CELLULES
SOUCHES AUX THERAPIES CIBLEES
% gene
leucémique
1012
DIAGNOSTIC
ZONE DE SENSIBILITE
AU TRAITEMENT
100
Ph1+
10
1
0.1
Ph1 / RT-PCR+
0.01
0.001
106
0.0001
ZONE DE RESISTANCE
RT-PCR -
0
CS
RESISTANTES
1?
LE DEFI DES CELLULES SOUCHES Ph1+: RESISTANCE
ET PERSISTENCE
Bcr-abl+
Ph1
Bcr-abl
Resistance
Imatinib(IM)
Dasatinib
Nilotinib
20%
Mutations
ABL-K+
Bcr-abl+++
Genetic Instablity
Mutation: Résistance Imatinib
Sensibilité
Imatinib
LMC Avec
Mutations ABL
T315I
LMC
exT315I
Les CS les plus primitives persistent sous ITK: Caractérisation
Développement de résistances aux ITK : Instabilité génétique
LMC EN REMISSION
COMPLETE: QUESTIONS
Persistance
Des CSL
Leucémiques ?
Potentiel
Décisionnel
Pour arret ?
Détection
Et quantification ?
Developpement de
nouveaux
Tests (U935)
DEFIS EN 2010: NOUVEAUX TESTS
PREDICTIFS
PREDICTION
REPONSES
/ RESISTANCES
PREDICTION
RECHUTES
-Tests basés sur les cellules souches
-Tests moléculaires
-Tests d’instabilité génétique
PEUT ON DEVELOPPER DES THEREAPIES
CIBLEES DES LEUCEMIES EN FONCTION DE LA
CELLULE SOUCHE « CIBLE » ?
« HSC »
LEUKEMIA
« CMP »
LEUKEMIA
MICROARRAY
mIRNA
Epigenetics
Drug sensitivity
« GMP »
LEUKEMIA
NOVEL TARGETS
FOR ADAPTED
THERAPY ?