EP4045633A1 - Cellule souche humaine génétiquement modifiée exprimant une protéine cytochrome p450 2b6 humaine mutante et son utilisation dans le traitement du cancer - Google Patents

Cellule souche humaine génétiquement modifiée exprimant une protéine cytochrome p450 2b6 humaine mutante et son utilisation dans le traitement du cancer

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EP4045633A1
EP4045633A1 EP20789158.1A EP20789158A EP4045633A1 EP 4045633 A1 EP4045633 A1 EP 4045633A1 EP 20789158 A EP20789158 A EP 20789158A EP 4045633 A1 EP4045633 A1 EP 4045633A1
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EP
European Patent Office
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cancer
human stem
genetically modified
stem cell
stem cells
Prior art date
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Pending
Application number
EP20789158.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Isabelle De Waziers
Philippe Beaune
Marc Sapoval
Olivier Pellerin
Benjamin NAYAGOM
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Sorbonne Universite
Universite Paris Cite
Original Assignee
Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Sorbonne Universite
Universite Paris Cite
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Filing date
Publication date
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    • C12Y114/14—Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14) with reduced flavin or flavoprotein as one donor, and incorporation of one atom of oxygen (1.14.14)
    • C12Y114/14001—Unspecific monooxygenase (1.14.14.1)

Definitions

  • the present invention relates to a genetically modified human stem cell, wherein said human stem cell comprises an exogenous nucleic acid comprising a region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof and a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No. 2 or a variant or a fragment thereof, operably linked to a promoter, said exogenous nucleic acid having been integrated into chromosome 17 of said human stem cell.
  • the invention also relates to the use of said cell for the treatment of cancer, in particular solid tumors, and in particular hepatocellular carcinomas.
  • liver cancer accounts for more than 841,080 new cases per year, 90% of which are hepatocellular carcinomas.
  • Hepatocellular carcinoma is the third leading cause of cancer death worldwide.
  • Chronic infection with hepatitis C (HCV) and hepatitis B (HBV) viruses or alcoholic cirrhosis are the main causes of hepatocellular carcinoma.
  • HCV hepatitis C
  • HBV hepatitis B
  • NASH non-alcoholic steatohepatitis
  • Treatment of hepatocellular carcinoma is essential, otherwise it will lead to death.
  • Stages 0 and A (15% of patients) define patients with a disease diagnosed early, in good general condition and carrying a hepatocellular carcinoma of less than 3 cm. These patients are eligible only for curative treatments, namely tumor resection surgery and liver transplantation. The 5-year survival is 60%.
  • Stage B (intermediate) concerns patients whose general condition is preserved but presenting one or more hepatocellular carcinoma (s) whose size exceeds 3 cm, without invasion of the portal trunk or metastases. These patients may benefit from hepatic doxorubicin chemoembolization. The median survival of these patients is 20 months.
  • Stage C defines a patient with hepatocarcinoma with portal invasion, lymph node and pulmonary metastases associated with a moderate deterioration in his general condition.
  • Sorafenib an antiangiogenic multikinase inhibitor administered orally, marketed under the name Nexavar® by Onyx / Bayer. In these patients, the median survival is 11 months.
  • Other second-line treatments have recently been approved. These are Regorafenib (kinase inhibitor) marketed under the name Stivarga® by Bayer and Nivolumab (anti-PD1 antibody) marketed under the name Opdivo®, by BMS. All of these treatments have limited efficacy and are responsible for major side effects (diarrhea, weight loss, hand-foot syndrome and hypophosphatemia, high blood pressure) often causing poor compliance with treatment leading to suboptimal results.
  • Stage D concerns patients who have reached the palliative stage for which only supportive care can be offered.
  • the inventors have developed a new genetically modified human stem cell capable of metabolize cyclophosphamide and induce immunological death of tumor cells by eliciting a strong anti-tumor immune response.
  • the present invention relates to a genetically modified human stem cell, wherein said human stem cell comprises an exogenous nucleic acid comprising a region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No .1 or a variant or a fragment thereof, and a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No.
  • said human stem cell comprises an exogenous nucleic acid comprising a region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No .1 or a variant or a fragment thereof, and a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No.
  • said exogenous nucleic acid which has been inserted into the intron located between exon 3 and exon 4 of the ZZEF1 gene at site 4115336 on chromosome 17 of said human stem cell, and characterized in that said genetically modified human stem cell does not being not an embryonic human stem cell.
  • the human stem cell is chosen from mesenchymal stem cells (hMSC), induced pluripotent stem cells (iPSC) and induced mesenchymal stem cells (iMSC).
  • hMSC mesenchymal stem cells
  • iPSC induced pluripotent stem cells
  • iMSC induced mesenchymal stem cells
  • the exogenous nucleic acid is inserted into the ZZEF1 gene.
  • the exogenous nucleic acid is inserted into the intron located between exon 3 and exon 4 of the ZZEF1 gene.
  • the promoter used is a constitutive promoter, preferably the EF1- ⁇ promoter.
  • the exogenous nucleic acid further comprises a selection marker gene.
  • the present invention also relates to a method of obtaining the genetically modified human stem cell, said human stem cell was obtained by retroviral transduction with a viral vector comprising exogenous nucleic acid.
  • the present invention also relates to the human stem cell genetically modified for its use as a medicament and its formulation in a form suitable for its administration by the transarterial route.
  • the present invention also relates to a method for selecting genetically modified stem cells comprising the steps of a) transducing human stem cells with a viral vector comprising exogenous nucleic acid, b) culturing human stem cells in a culture medium predefined, c) selection of genetically modified human stem cells expressing the selection marker gene at their membrane surface.
  • the present invention also relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising the genetically modified human stem cell as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient and optionally at least one second active principle, in particular an anti-cancer agent, said pharmaceutical composition being in a form. suitable for its administration by the transarterial route.
  • the invention also relates to a genetically modified human stem cell or pharmaceutical composition for its use in the prevention and / or treatment of. cancer and / or associated metastases, preferably solid tumors, preferably hepatocellular carcinomas and / or associated metastases.
  • the subject of the present invention is therefore a genetically modified human stem cell, in which said human stem cell comprises an exogenous nucleic acid comprising a region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No .1 or a variant or a fragment thereof, a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No. 2 or a variant or a fragment thereof, operably linked to a promoter, said exogenous nucleic acid having been integrated into chromosome 17 of said human stem cell, said genetically modified human stem cell not being an embryonic human stem cell.
  • CYP2B6 * mutant human cytochrome P450 2B6 protein
  • the inventors have surprisingly shown that the integration of exogenous nucleic acid into chromosome 17 is essential for the genetically modified human stem cell to be able to metabolize cyclophosphamide (CPA) and thus induce the immunological death of tumor cells.
  • CPA cyclophosphamide
  • this integration of exogenous nucleic acid into chromosome 17 allows the genetically modified human stem cell to maintain its morphology and doubling time.
  • the inventors have shown that a single copy of the exogenous nucleic acid is integrated into chromosome 17.
  • the inventors have also shown that the use of a genetically modified human stem cell according to the invention allows the complete eradication of the human stem cells. solid tumors as well as protection by a vaccine effect against recurrence and metastasis.
  • the human stem cell is chosen from mesenchymal stem cells (hMSC), induced pluripotent stem cells (iPSC) and induced mesenchymal stem cells (iMSC).
  • hMSC mesenchymal stem cells
  • iPSC induced pluripotent stem cells
  • iMSC induced mesenchymal stem cells
  • mesenchymal stem cells or “hMSC” or “human mesenchymal stem cells” denotes multipotent stem cells capable of differentiating in particular into osteoblasts, chondrocytes, myocytes and adipocytes.
  • Mesenchymal stem cells are found in the mesenchyme, the part of the embryonic mesoderm made up of spindle-shaped or stellate cells, not loosely packed.
  • mesenchymal stem cells include, without limitation, CD34-negative stem cells.
  • the stem cells Human mesenchymal cells are isolated from adipose tissue and / or bone marrow.
  • induced pluripotent stem cells or “iPSC” or “human induced pluripotent stem cells” denotes a type of pluripotent stem cell similar to an embryonic stem cell but which is created when somatic cells (e.g. example adults) are reprogrammed to enter a state similar to that of an embryonic stem cell by maintaining the expression of factors important for maintaining the "pluripotency" of embryonic stem cells (also called CSE or PSC), that is that is to say their capacity to be able to engage in different ways of differentiation.
  • CSE embryonic stem cells
  • Such factors can include certain embryonic genes (such as the OCT4, SOX2 and LF4 transgenes).
  • pluripotent refers to a cell or cell line capable of differentiating into any differentiated cell type, for example, an ability to grow in all three germ layers of the organism's development. , especially endoderm, mesoderm and ectoderm.
  • induced mesenchymal stem cells or “iMSC” or “human induced mesenchymal stem cells” denotes mesenchymal stem cells derived from induced pluripotent stem cells (iPSC).
  • the human stem cell is a mesenchymal stem cell (hMSC). In another particular embodiment of the invention, the human stem cell is an induced pluripotent stem cell (iPSC). In another particular embodiment of the invention, the human stem cell is an induced mesenchymal stem cell (iMSC).
  • hMSC mesenchymal stem cell
  • iPSC induced pluripotent stem cell
  • iMSC induced mesenchymal stem cell
  • exogenous nucleic acid denotes a nucleic acid not naturally present in the human stem cell according to the invention.
  • the exogenous nucleic acid can be genomic DNA, cDNA, DNAs which are natural or obtained totally or partially by chemical synthesis. According to one embodiment of the invention, the exogenous nucleic acid is of therapeutic interest.
  • the exogenous nucleic acid comprises a region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof, and a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No.2 or a variant or fragment thereof.
  • the human cytochrome P450 2B6 protein is a mutant human cytochrome P450 2B6 protein, also called CYP2B6 * , of SEQ ID No.
  • said variant or said fragment comprises residues 114V, 199M and 477W as represented in the amino acid sequence SEQ ID No.1.
  • said variant or fragment retains a biological activity of a protein having the amino acid sequence SEQ ID No.1.
  • the amino acid sequence of the human wild-type cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 WT) is represented by the sequence SEQ ID No.3.
  • the mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) has an affinity for CPA more than 8 times greater than that of the wild-type protein (CYP2B6 WT), while retaining the same Vmax, in particular due to the fact 1114V, L199M and V477W substitutions as shown in SEQ ID No. 1.
  • the variants and fragments of the amino acid sequence SEQ ID No.1 are included within the scope of the invention.
  • mutant human cytochrome P450 2B6 proteins, variants and fragments of the invention as described herein retain Val at the position corresponding to residue 114 of the amino acid sequence SEQ ID No.1, Met at the position corresponding to residue 199 of the amino acid sequence SEQ ID No.1 and Trp at the position corresponding to residue 477 of the amino acid sequence SEQ ID No.1.
  • amino acid sequence of the wild-type NADPH-cytochrome P450 reductase protein (NADPH WT) is represented by the sequence SEQ ID No.2.
  • the variants and fragments of the NADPH-cytochrome P450 reductase protein with the amino acid sequence of SEQ ID No. 2, described below, also fall within the scope of the invention.
  • Variants of the proteins can be natural variants, such as splice variants, alleles and isoforms, or they can be produced by recombinant means.
  • Variations in the amino acid sequence can be introduced by substitution, deletion or insertion of one or more codons in the nucleic acid sequence encoding the protein, resulting in a modification of the amino acid sequence of the protein. protein.
  • the variation can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 amino acids or more with any other amino acid.
  • the variation can be introduced by addition or deletion of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20 or more amino acids within the protein.
  • Amino acid substitutions can be conservative or non-conservative.
  • the substitutions are conservative substitutions, in which one amino acid is substituted for another amino acid having similar structural and / or functional and / or chemical properties. Examples of conservative substitutions are listed below:
  • Val (V) Ile; Leu; Met; Phe; To the; norleucine.
  • Variants of the proteins can include proteins which have at least about 80% amino acid sequence identity with a polypeptide sequence described herein.
  • a protein variant will have at least about 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93 %, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% amino acid sequence identity with a complete amino acid sequence or a fragment of an amino acid sequence of SEQ ID No.1 and / or SEQ ID No.2.
  • the identity of the amino acid sequence is defined as the percentage of amino acid residues of the variant sequence that are identical to the amino acid residues of the reference sequence, after sequence alignment and introduction, if applicable. , gaps in order to achieve the maximum percentage sequence identity, and not to consider conservative substitutions within the framework of the sequence identity.
  • the identity of the sequence can be determined over the entire length of the variant sequence, over the entire length of the reference sequence, or both.
  • the methods of sequence alignment and sequence identity determination are well known in the art, for example, using publicly available software such as BioPerl, BLAST, BLAST-2, CS-BLAST, FASTA, ALIGN, ALIGN-2, LALIGN, Jaligner, matcher or Megalign software (DNASTAR).
  • fragments of the proteins and the variants of proteins described in the present application are also encompassed by the invention.
  • Such fragments may be truncated at the N-terminus or the C-terminus, or may be devoid of internal amino acid residues outside the N-terminus and C-terminus, for example, relative to to a full length protein.
  • Some fragments lack amino acid residues which are not essential for enzymatic activity.
  • said fragments are at least approximately 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 amino acids or more in length.
  • Preferred fragments of the proteins described herein include all or part of the active site.
  • Preferred fragments of the mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) comprise or consist of amino acids 1 to 490 of the full length sequence SEQ ID No.1.
  • Preferred fragments of NADPH-cytochrome P450 reductase protein comprise or consist of fragments comprising or consisting of amino acids 60 to 680 of the amino acid sequence SEQ ID No.2.
  • the variants and fragments of the invention preferably retain a biological activity of the complete protein.
  • the variants and fragments of the human cytochrome P450 2B6 protein advantageously have an oxidative activity of a substrate such as cyclophosphamide (CPA), or of another substrate, in particular by catalyzing the hydroxylation to 4-OH- CPA.
  • a substrate such as cyclophosphamide (CPA)
  • CPA cyclophosphamide
  • said variants and fragments have an affinity for cyclophosphamide (CPA) greater than that of the human cytochrome P450 2B6 protein of sequence SEQ ID No.3, preferably at least 2, 3, 4, 5 , 6, 7, 8, 9 or 10 times that of the wild type sequence.
  • CPA cyclophosphamide
  • said variants and fragments have an affinity for CPA which is identical, substantially identical or greater than that of the mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1.
  • Methods making it possible to assay said activity and this affinity are well known to those skilled in the art and are described in particular in Nguyen et al, Mol Pharmacol, 2008, 73: 1122-1133.
  • the variants and fragments of the NADPH-cytochrome P450 reductase protein preferably have cytochrome c-reducing activity, preferably in a NADPH-dependent manner.
  • said variants and fragments have an activity identical to, substantially greater than or equal to that of the NADPH-cytochrome P450 reductase protein. full length (SEQ ID No.No. 2). Methods of assaying this activity are well known to those skilled in the art and are described in particular in Yasukochi et al; Arch Biochem Biophys, 1980, 202: 491-498.
  • fusion protein denotes a chimeric protein created by joining two or more genes encoding distinct proteins or fragments of proteins, such as different protein domains, in a single reading frame encoding. a single translated protein.
  • the fusion protein of the present invention preferably comprises:
  • CYP2B6 * a mutant human cytochrome P450 2B6 protein of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof
  • NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No. 2 or a variant or a fragment thereof as described above.
  • said fusion protein of sequence SEQ ID No.4 comprises:
  • SEQ ID No.4 (fusion protein):
  • the mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof may be upstream or downstream of the NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No.2 or a variant or a fragment thereof.
  • the mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof is upstream of the NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No.2 or a variant or a fragment thereof.
  • proteins of the invention should be understood as encompassing said fusion proteins.
  • the proteins or fragments of proteins constituting the fusion protein can be separated by a peptide linker sequence or a spacer.
  • the peptide binding sequence also called a "linker” or the spacer, also called a “spacer”
  • the peptide linker sequence or the spacer may include an enzymatic cleavage site to allow the polypeptide components to be separated by enzymatic digestion.
  • the peptide linker sequence or the spacer can be, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 or more amino acids.
  • the peptide linker sequence or the spacer has a length of less than 10, less than 9, less than 8, less than 7, less than 6 or less than 5 amino acids.
  • Examples of the peptide binding sequence or the spacer for use in the fusion proteins of the present invention include (Ser) n Thr, where "n" is an integer, preferably 1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8 or 9. In a preferred embodiment, "n” is 5. In another preferred embodiment, "n" is 3.
  • the exogenous nucleic acid is not randomly integrated into the genome of the human stem cell.
  • the exogenous nucleic acid is integrated into the ZZEF1 gene (Zinc finger ZZ-type and EF-hand domain containing).
  • a single copy of the exogenous nucleic acid is integrated into the ZZEF1 gene.
  • the exogenous nucleic acid is integrated into the intron located between exon 3 and exon 4 of the ZZEF1 gene.
  • the exogenous nucleic acid is integrated between exon 3 and exon 4 of the ZZEF1 gene at site 4115336 on chromosome 17.
  • the promoter to which is operably linked the region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof, and a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No.2 or a variant or fragment thereof is a constitutive promoter.
  • the constitutive promoter can be chosen from the CMV promoter, the CBA promoter and the EF1 -a promoter.
  • the constitutive promoter is the EF1-a promoter.
  • the exogenous nucleic acid further comprises a selectable marker gene.
  • selection marker gene means a coding sequence for a selectable marker protein, which allows the selective retention of human stem cells which have integrated the exogenous nucleic acid during the culture and propagation of the cells.
  • the selection marker gene is the CD34 gene, advantageously the CD34 gene which has undergone splicing, also called the spliced CD34 gene.
  • the selection marker gene is the spliced CD34 gene of sequence SEQ ID No. 5:
  • SEQ ID No. 5 (Spliced CD34 selection marker gene):
  • the use of the spliced CD34 gene allows selection of human stem cells that have integrated exogenous nucleic acid without having signal transduction activity.
  • the spliced CD34 selection marker gene is operably linked to a nucleic acid of sequence SEQ ID No. 6 encoding peptide 2A.
  • the spliced CD34 selectable marker gene is operably linked to a nucleic acid encoding peptide 2A and is represented by the nucleic acid sequence SEQ ID No.7.
  • SEQ ID No. 7 (Spliced CD34 selection marker gene - peptide 2A):
  • Another object of the invention relates to an expression vector, for example a viral vector, comprising the exogenous nucleic acid as defined above.
  • the term “vector” denotes a polynucleotide sequence containing exogenous nucleic acid as defined above and control sequences in functional bond, so that the human stem cells transformed with these sequences are capable of producing the encoded proteins, in particular the fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof and a NADPH-cytochrome P450 reductase protein of SEQ ID No .2 or a variant or a fragment thereof.
  • CYP2B6 * mutant human cytochrome P450 2B6 protein
  • the human stem cell has been obtained by retroviral transduction with a viral vector comprising exogenous nucleic acid.
  • the vector generally comprises a promoter, signals for initiation and termination of translation, as well as appropriate regions for the regulation of transcription.
  • the vector comprises a nucleic acid of SEQ ID No. 8 comprising:
  • - exogenous nucleic acid comprising a region encoding a fusion protein comprising a mutant human cytochrome P450 2B6 protein (CYP2B6 * ) of SEQ ID No.1 or a variant or a fragment thereof and a NADPH-cytochrome P450 protein reductase of SEQ ID No.2 or a variant or a fragment thereof as defined above, and
  • the selection marker gene operably linked to a nucleic acid encoding the 2A peptide as defined above.
  • SEQ ID No 8 vectorized nucleic acid: AT GG AACT CAGCGT CCT CCT CTT CCTT GCACT CCT CACAGG ACT CTT GCT ACT CCT GGT T CAGCGCCACCCT AACACCCAT GACCGCCT CCCACCAGGGCCCCGCCCT CT GCCCCTT TT GGGAAACCTT CT GCAG AT GG AT CCT GGT T CAGCGCCACCCT AACACCCAT GACCGCCT CCCACCAGGGCCCCGCCCT CT GCCCCTT TT GGGAAACCTT CT GCAG AT GG AT ACT AGT AGCT AGCT AGGATG AT GGT ACT GGT AGACGACGATG AT GCCT ACT GGT AGACGCATG AT GCCT AGCT AGACGACGAT GGG ACCG AGGCCCGT GGT CAT GCTG T GT GG AGT AGGCCAT ACGGG AGGCCCTT GT GG ACAAGGCT G AGGAATT CT CTGGCC GG AAAAAT CGCCAT GGT
  • the vector used is a lentiviral vector, advantageously the lentiviral vector pLenti-l I l-EF 1 a, sold by the company Applied Biological Materials Inc.
  • the vector is stably maintained in the human stem cell and may optionally possess particular signals which specify the secretion of the translated protein. These different elements are chosen and optimized by those skilled in the art depending on the host cell used. Such vectors are prepared by methods commonly used by those skilled in the art, and the resulting clones can be introduced into the appropriate human stem cell by standard methods, such as lipofection, electroporation, the use of agents. polycationic, thermal shock, or chemical methods.
  • the exogenous nucleic acid can be introduced by various methods into chromosome 17, using in particular effector nucleation techniques of the transcription activator type (TALEN), grouped together in repetition techniques. short evenly spaced palindromics (CRISPR / Cas9) or zinc finger nucleases (ZFN).
  • CRISPR / Cas9 short evenly spaced palindromics
  • ZFN zinc finger nucleases
  • the integration of the exogenous nucleic acid into chromosome 17 is obtained by using regularly grouped short palindromic repeats (CRISPR / Cas9).
  • CRISPR is a microbial nuclease system involved in the defense against invading phages and plasmids.
  • CRISPR loci in microbial hosts contain a combination of CRISPR associated genes (Cas) as well as non-coding RNA elements capable of programming the specificity of CRISPR-induced nucleic acid cleavage (sgRNA).
  • Cas CRISPR associated genes
  • sgRNA CRISPR-induced nucleic acid cleavage
  • Three types (l-lll) of CRISPR systems have been identified on a wide range of bacterial hosts.
  • a key feature of each CRISPR locus is the presence of an array of repetitive sequences (direct repeats) interspersed with short sequences of non-repeating sequences (spacers).
  • the non-coding CRISPR template is transcribed and cleaved within direct short rRNA repeats containing individual spacer sequences, which direct Cas nucleases to the target site (protospacer).
  • Type II CRISPR is one of the best characterized systems and performs targeted double stranded DNA breakage in four sequential steps.
  • Third, the mature tRNA: tracrRNA complex directs Cas9 on the target DNA via Watson-Crick base pairing between the spacer on the rRNA and the protospacer on the target DNA, next to the adjacent protopracer motif. (PAM), an additional requirement for target recognition.
  • PAM protopracer motif
  • Cas9 is involved in the cleavage of the target DNA in order to create a double-stranded break in the protospacer.
  • Cas9 is therefore the characteristic protein of the CRISPR-Cas type II system and a large monomeric DNA nuclease guided to a DNA target sequence adjacent to the PAM sequence motif (protospacer adjacent motif) by a complex of two non-coding RNAs: CRIPSR RNA (RRNA) and transactivating rRNA (tracrRNA).
  • RRNA CRIPSR RNA
  • tracrRNA transactivating rRNA
  • the HNH nuclease domain cuts the complementary DNA strand while the RuvC-like domain cuts the non-complementary strand and therefore a blunt cut is introduced into the target DNA.
  • Heterologous expression of Cas9 with sgRNA can introduce site-specific double-stranded breaks (DSBs) into the genomic DNA of living cells of various organisms. For applications in eukaryotic organisms, codon optimized versions of Cas9, which is native to the bacterium Streptococcus pyogenes, have been used.
  • Single-guide RNA sgRNA is the second component of the CRISPR / Cas system that forms a complex with Cas9 nuclease.
  • SgRNA is a synthetic RNA chimera created by the fusion of cRNA and tracrRNA.
  • the gRNA guide sequence located at the 5 'end confers specificity to the DNA target. Therefore, by modifying the guide sequence, it is possible to create sgRNAs with different target specificities.
  • the canonical length of the guide sequence is 20 bp.
  • Cas9 expression vectors for use in the methods of the invention can be constructed as described in the art.
  • Another object of the invention relates to the genetically modified human stem cell as defined above for its use as a medicament.
  • the present invention relates to the genetically modified human stem cell as defined above for its use in the prevention and / or treatment of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the cancer is a cancer chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of the endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the thorax, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon and cancer of the rectum and / or anal canal; genital cancers, such as prostate cancer, cervical cancer, endometrial cancer, cancer of the vagina, and cancer of the vulva; urinary cancers, such as kidney cancer and bladder cancer;
  • the invention relates to the genetically modified human stem cell as defined above for its use in the prevention and / or treatment of solid tumors, and in particular hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or metastases. associated.
  • the genetically modified human stem cell according to the invention is particularly useful for preventing and / or treating cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the genetically modified human stem cell according to the invention is particularly useful for preventing and / or treating solid tumors and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the genetically modified human stem cell according to the invention is particularly useful for preventing and / or treating cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of the endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the chest, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon and cancer of the rectum and / or anal canal; genital cancers,
  • the genetically modified human stem cell according to the invention is particularly useful for preventing and / or treating hepatocellular carcinomas and / or associated metastases.
  • Another aspect of the invention relates to a method for selecting genetically modified stem cells as defined above, characterized in that it comprises the steps of: a) transducing human stem cells with a viral vector comprising exogenous nucleic acid , b) culturing the genetically modified human stem cells obtained from step a) in a predefined culture medium, and c) selecting the genetically modified human stem cells expressing the selection marker gene on their membrane surface.
  • the culture medium used is a medium specific for human stem cells, such as Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2, sold by Promocell (Product reference: C28009).
  • the culture medium used comprises 50% of medium having been in contact with the non-transduced human stem cells for 24 h and 50% of the same fresh medium.
  • the selection marker gene is the spliced CD34 gene.
  • the selection of genetically modified human stem cells expressing the selection marker gene at their membrane surface is carried out by flow cytometry, in particular by means of the BD-FACS ARIAIII TM device using anti-CD34 antibodies coupled to fluorochrome. "Brilliant Violet 421” (Brillant Violet 421 TM anti-human CD34 (Product reference: 343609 from Biolegend)).
  • Another subject of the invention relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising the genetically modified human stem cell according to the invention as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient.
  • the pharmaceutical composition according to the invention comprises a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient.
  • the pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above is particularly useful for preventing and / or treat cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above is administered to a patient suffering from or suspected of suffering from cancer and / or from recurrence of cancer and / or associated metastases.
  • the cancer is a cancer with solid tumors.
  • solid tumor within the meaning of the present invention, is meant a carcinoma or a sarcoma.
  • the cancer is a cancer chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of the endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the chest, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon, and cancer of the rectum and / or anal canal; gen
  • the pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above is particularly useful for preventing and / or to treat solid tumors, and in particular hepatocellular carcinomas, and / or recurrences of cancer and / or associated metastases.
  • the pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above is administered to a patient suffering from or suspected of suffering from solid tumors, and in particular from hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the patient can be a human, male or female, regardless of age.
  • the patient can be a non-human animal, preferably a non-human mammal, for example a dog, a cat, a mouse, a rat, a hamster, a rabbit, a chinchilla, a horse, a cow. , a pig, a sheep, a goat or a primate.
  • the terms “therapeutically effective” or “effective amount to be treated” or “pharmaceutically effective” denote the amount of genetically modified human stem cells necessary to inhibit or reverse a disease, advantageously cancer, and in particular for to treat solid tumors and in particular hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the determination of a therapeutically effective amount depends specifically on factors such as the toxicity and effectiveness of the drug. These factors will differ depending on other factors such as activity, relative bioavailability, patient body weight, severity of unwanted side effects, and preferred mode of administration. Toxicity can be determined using methods well known in the art. The same is true for efficiency.
  • a pharmaceutically effective amount is, therefore, an amount which is considered by the clinician to be toxicologically tolerable, but effective.
  • the dosage can be appropriately adjusted to achieve desired levels of drug (eg, genetically modified human stem cells), local or systemic, particularly transarterial, depending on the mode of administration. In the event that the response in a patient is insufficient at such doses, even higher doses (or doses more effective by a different, more localized route of administration) may be used as long as the patient tolerates it. allows.
  • Several injections about a week apart can also be used to reach appropriate levels of toxic metabolites formed to cause tumor cell death and trigger an anti-tumor immune response. "Dose” and “dosage” are used interchangeably herein. The frequency of injection is related to the half-life of genetically modified human stem cells.
  • the pharmaceutical composition according to the invention is administered to the patient at the rate of one administration per week for at least four weeks.
  • the pharmaceutical composition according to the invention is administered to the patient at the rate of two administrations, advantageously three administrations, advantageously four administrations, advantageously five administrations, advantageously six administrations, advantageously seven administrations per week.
  • the pharmaceutical composition according to the invention is administered to the patient for at least four weeks, advantageously at least five weeks, advantageously at least six weeks, advantageously at least seven weeks, advantageously at least eight weeks, advantageously at least nine weeks, advantageously at least ten weeks.
  • the pharmaceutical composition according to the invention further comprises at least one second active principle.
  • at least one second active principle can interact synergistically with the genetically modified human stem cells according to the invention.
  • the second active principle is an anti-cancer agent.
  • cytostatic agents cytotoxic agents, cytoprotective agents, growth inhibiting agents, toxins and combinations thereof.
  • anti-cancer agents that can be used in tumor therapy with the genetically modified human stem cells of the invention include cyclophosphamide (CAS number 50-18-0, also known as cyclophosphane, and the trademarks Endoxan ® , Neosar ® , Procytox ® and Revimmune ® ), AQ4N (1, 4).
  • the second active principle can comprise a combination of anticancer agents, such as those listed above.
  • the second active principle is a combination of an anticancer agent and a cytoprotective agent.
  • the second active principle is a combination of cyclophosphamide and mesna.
  • the pharmaceutical composition according to the invention comprises genetically modified human stem cells as defined above as active principle and cyclophosphamide as second active principle.
  • the pharmaceutical composition according to the invention comprises genetically modified human stem cells as defined above as active principle and mesna as second active principle.
  • the second active principle can be in the form of granules, powders, tablets, coated tablets, (micro) capsules, syrups, emulsions, suspensions or prolonged-release preparations.
  • the second active principle can be in a form which can be administered parenterally.
  • the pharmaceutical composition according to the invention comprises genetically modified human stem cells as defined above as active principle and cyclophosphamide as second active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient.
  • the pharmaceutical composition according to the invention comprises genetically modified human stem cells as defined above as active principle and cyclophosphamide and mesna as second active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient.
  • the pharmaceutical composition when the pharmaceutical composition comprises a second active principle, the pharmaceutical composition is in a form suitable for simultaneous administration or sequential administration of the genetically modified human stem cells and of the second active principle.
  • the term “simultaneous administration” is understood to mean administration of the genetically modified human stem cells and of the second active principle at the same time, at the same time, to a patient in quantities which are therapeutically effective to allow the synergistic effect. of the pharmaceutical composition.
  • the genetically modified human stem cells and the second active principle are necessarily administered in the form of a mixture; they can in fact be administered simultaneously but separately, in the form of separate compositions.
  • present in two distinct compositions is meant that the genetically modified human stem cells and the second active principle are physically separated. They are then used, administered separately in therapeutically effective amounts to allow the synergistic effect of the pharmaceutical composition, without prior mixing, in several (at least two) dosage forms (for example two distinct compositions).
  • the genetically modified human stem cells and the second active ingredient can be present in the same composition in therapeutically effective amounts to allow the synergistic effect of the pharmaceutical composition.
  • the term “present in the same composition” is understood to mean the physical combination of genetically modified human stem cells and the second active principle.
  • the genetically modified human stem cells and the second active principle are then necessarily administered simultaneously since they are administered together, in the form of a mixture, in the same dosage form (for example in a single composition containing the genetically modified human stem cells and the anti-cancer agent) and in therapeutically effective amounts to provide the synergistic effect of the pharmaceutical composition.
  • the expression “sequential administration” means that the genetically modified human stem cells and the second active principle are administered in therapeutically effective amounts to allow the synergistic effect of the pharmaceutical composition, not simultaneously but separately in time, one after the other.
  • the terms “precede” or “preceding” and “follow” or “following” then apply.
  • the term “precede” or “preceding” is used when a compound of the pharmaceutical composition according to the invention is administered a few minutes or several hours, or even several days before the administration of the other compound (s) of the composition. pharmaceutical.
  • the term “follow” or “next” is used when a compound of the pharmaceutical composition is administered a few minutes or several hours, or even several days after the administration of the other compound (s) of the. pharmaceutical composition.
  • the genetically modified human stem cells are administered a few days before the second active ingredient.
  • the pharmaceutical composition when the pharmaceutical composition comprises a second active principle, the pharmaceutical composition is suitable for sequential administration of genetically human stem cells. modified and the second active ingredient.
  • the second active principle is cyclophosphamide used alone or in combination with mesna.
  • the genetically modified human stem cells are administered to the patient, then two to three days after the administration of the genetically modified human stem cells, cyclophosphamide, alone or in combination with mesna, is administered to the same patient, and this at the rate of two administrations of genetically modified human stem cells and cyclophosphamide, alone or in combination with mesna, per week for at least four weeks, advantageously at least five weeks, advantageously at least six weeks , advantageously at least seven weeks, advantageously at least eight weeks, advantageously at least nine weeks, advantageously at least ten weeks.
  • the pharmaceutical composition used may be in solid, semi-solid or liquid dosage form such as, for example, tablets, pills, powders, capsules, gels, ointments, etc. liquids, suspensions or the like.
  • the pharmaceutical compositions are administered in unit dosage forms suitable for single administration of precise dosage amounts.
  • the pharmaceutical compositions can also comprise, depending on the desired formulation, at least one pharmaceutically acceptable carrier or diluent, which are defined as aqueous-based vehicles commonly used for formulations intended for human administration. The diluent is chosen so as not to affect the biological activity of the active compounds present in the pharmaceutical composition of the invention.
  • diluents examples include distilled water, physiological saline, Ringer's solution, dextrose solution and Hank's solution. Effective amounts of such diluent or carrier are amounts effective to obtain a pharmaceutically acceptable formulation in terms of solubility of the components, biological activity, etc.
  • the pharmaceutical compositions provided herein are sterile.
  • Suitable liquid pharmaceutical preparation forms may in particular comprise aqueous or saline solutions, said aqueous or saline solutions possibly being micro-encapsulated, notched, applied to microscopic gold particles, contained in liposomes.
  • the administration of the pharmaceutical composition or the genetically modified human stem cell according to the present invention can be by any route of administration, including oral, topical, parenteral route (also called the oral route). systemic or systemic), intramuscular, intranasal, sublingual, intratracheal, inhalation, ocular, vaginal and rectal. Intracapsular, intravenous, transarterial, intraarterial and intraperitoneal routes of administration can also be used. Those skilled in the art will know how to choose the appropriate route of administration depending on the disorder to be treated.
  • the pharmaceutical composition or the genetically modified human stem cell according to the present invention can be administered to a subject by the parenteral route, advantageously by the transarterial route.
  • compositions when it is desirable to be administered systemically, can be formulated for parenteral administration by injection, for example, by bolus injection or continuous infusion.
  • Formulations for injection may be presented in unit dosage form, for example in ampoules or in multiple dose containers, with an added preservative.
  • the compositions can take forms such as suspensions, solutions or emulsions in oily or aqueous vehicles, and can contain formulating agents such as suspending agents, stabilizers and / or dispersants.
  • compositions for parenteral administration include aqueous solutions of the active compositions in water soluble form.
  • suspensions of the active compositions can be prepared as suitable oily injection suspensions.
  • suitable lipophilic solvents or vehicles include fatty oils such as sesame oil, or synthetic fatty acid esters, such as ethyl oleate or triglycerides, or liposomes.
  • Aqueous injection suspensions may contain substances which increase the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethylcellulose, sorbitol or dextran.
  • the suspension may also contain suitable stabilizers or agents which increase the solubility of the compositions to allow the preparation of highly concentrated solutions.
  • the active compositions may be in the form of powders to constitute a suitable vehicle, for example sterile pyrogen-free water, before use.
  • the pharmaceutical composition or the genetically modified human stem cell according to the present invention can be administered to a patient by the transarterial route.
  • the pharmaceutical composition or the genetically modified human stem cell according to the present invention is in a form suitable for its administration by the trans-arterial route.
  • the genetically modified human stem cells according to the present invention represent in an amount of 0.5 to 98% by weight, or even more, of the total weight of the pharmaceutical composition considered.
  • the pharmaceutical composition according to the invention comprises only the genetically modified human stem cells as defined above, as a single active principle.
  • Another object of the invention relates to a method of preventive treatment of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases, comprising the administration to the patient of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising an amount therapeutically effective genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above.
  • prevention or “prophylaxis” or “preventive treatment” or “prophylactic treatment” comprises a treatment leading to the prevention of a disease as well as a treatment reducing and / or delaying the incidence. disease or the risk of disease occurrence.
  • the genetically modified human stem cell is particularly effective in preventing recurrence and the appearance of new metastases, by eliciting a strong anti-tumor immune response, thereby inducing a protective effect against recurrence and metastasis.
  • the present invention relates to a method of preventive treatment of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases, comprising the administration to the patient of genetically modified human stem cells or of a composition.
  • pharmaceutical comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above and a second active principle as defined above.
  • the cancer is a cancer with solid tumors.
  • solid tumor within the meaning of the present invention, is meant a carcinoma or a sarcoma.
  • the cancer is a cancer chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the chest, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon and cancer of the rectum and / or anal canal; genital cancer
  • the present invention relates to a method of preventive treatment of hepatocellular carcinoma, comprising the administration to the patient of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells. as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above.
  • the present invention relates to a method of preventive treatment of hepatocellular carcinoma, comprising the administration to the patient of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells. as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above and a second active principle as defined above.
  • the present invention relates to the use of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as an active ingredient in the manufacture of a medicament for the prevention of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the cancer is a cancer with solid tumors.
  • solid tumor within the meaning of the present invention, is meant a carcinoma or a sarcoma.
  • the cancer is a cancer chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of the endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the chest, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon and cancer of the rectum and / or anal canal; genital
  • the present invention relates to the use of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as an active ingredient in the manufacture of a medicament for the prevention of solid tumors. , and in particular hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • Another object of the invention relates to a method of curative treatment of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases in patients requiring administration, comprising the administration to said patients of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above.
  • treatment or “curative treatment” is defined as a treatment leading to a cure or a treatment which alleviates, improves and / or eliminates, reduces and / or stabilizes the symptoms of a disease or the suffering it causes.
  • Another object of the invention relates to a method of curative treatment of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases in patients requiring treatment.
  • administration comprising the administration to said patients of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above and a second active principle as defined above.
  • the cancer is a cancer with solid tumors.
  • solid tumor within the meaning of the present invention, is meant a carcinoma or a sarcoma.
  • the cancer is a cancer chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of the endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the chest, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon, and cancer of the rectum and / or anal canal; gen
  • Another object of the invention relates to a method of curative treatment of a solid tumor, advantageously hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or associated metastases, in patients requiring administration, comprising administration to said patients of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as active principle and at least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above.
  • Another subject of the invention relates to a method of curative treatment of a solid tumor, advantageously hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences. and / or associated metastases, in patients requiring administration, comprising the administration to said patients of genetically modified human stem cells or of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as an active ingredient and at the same time.
  • least one pharmaceutically acceptable excipient as defined above and a second active principle as defined above.
  • the present invention relates to the use of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as an active principle in the manufacture of a medicament for the treatment of cancer and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • the cancer is a cancer with solid tumors.
  • solid tumor within the meaning of the present invention, is meant a carcinoma or a sarcoma.
  • the cancer is a cancer chosen from: cancers affecting the central nervous system, such as astrocytomas and gliomas; cancers of the upper aerodigestive tract (ENT), such as cancer of the lips, cancer of the oral cavity, cancer of the oropharynx and cancer of the nasopharynx; cancers of the endocrine glands, such as thyroid cancer, adrenal gland cancer, and extra-digestive and pulmonary neuroendocrine tumors; cancers of the exocrine glands, such as breast cancer and pancreatic cancer; cancers affecting the chest, such as cancer of the pleura and lung cancer; digestive cancers, such as cancer of the esophagus, cancer of the stomach, cancer of the small intestine, cancer of the colon, and cancer of the rectum and / or anal canal; gen
  • the present invention relates to the use of a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as an active principle in the manufacture of a medicament for the treatment of solid tumors, and in particular hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of genetically modified human stem cells as an active principle in the manufacture of a medicament for the treatment of solid tumors, and in particular hepatocellular carcinomas, and / or cancer recurrences and / or associated metastases.
  • Figure 1 is a schematic representation of nucleic acid comprising vectorized nucleic acid (SEQ ID NO.8).
  • FIG. 2 represents the determination of the IC50 of the TC1 cells, after transfer of the supernatants of the human mesenchymal stem cells (hMSC), of the human mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein (hMSC * ), of the clones 3, 4 and 10, said cells having been previously treated for 24 hours with increasing concentrations of cyclophosphamide (CPA).
  • hMSC human mesenchymal stem cells
  • hMSC * human mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein
  • CPA cyclophosphamide
  • FIG. 3 represents the exposure of calreticulin (CRT) on the surface of TC1 cells treated for 24 hours with the supernatants of human mesenchymal stem cells (hMSC), of TC1 cells having integrated the gene encoding the fusion protein ( TC1 CYP2B6 * ), genetically modified human stem cells according to the invention (hMSC-CYP2B6 * ) and murine mesenchymal stem cells (mMSC) having integrated the gene encoding the fusion protein (mMSC-CYP2B6 * ), said cells having been previously treated for 24 hours with a dose of 250 mM of cyclophosphamide (CPA).
  • CTR calreticulin
  • FIG. 4 represents the quantification by FACS of the dying TC1 population treated for 48 hours with the supernatants of human mesenchymal stem cells (hMSC), of the TC1 cells having integrated the gene encoding the fusion protein (TC1 CYP2B6 * ), genetically modified human stem cells according to the invention (hMSC-CYP2B6 * ) and murine mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein (mMSC-CYP2B6 * ), said cells having been previously treated for 24 hours with a dose of 250 mM cyclophosphamide (CPA).
  • hMSC human mesenchymal stem cells
  • TC1 CYP2B6 * genetically modified human stem cells according to the invention
  • mMSC-CYP2B6 * murine mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein
  • FIG. 5 represents the quantification by ELISA of the concentration of HMGB1 released by the dying TC1 cells treated for 48 hours with the supernatants of human mesenchymal stem cells (hMSC), of the TC1 cells having integrated the gene encoding the fusion protein ( TC1 CYP2B6 * ), genetically modified human stem cells according to the invention (hMSC-CYP2B6 * ) and murine mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein (mMSC-CYP2B6 * ), said cells having been previously treated for 24 h with a dose of 250 mM of cyclophosphamide (CPA).
  • hMSC human mesenchymal stem cells
  • FIG. 6 represents the increase in the ratio of genetically modified human stem cells according to the invention (hMSC-CYP2B6 * ) treated with a dose of 250 mM of cyclophosphamide (CPA) on six different cell lines Huh7, SNU398, SNU 387, SNU 878, MHCC97H and PLC / PRF / 5.
  • CPA cyclophosphamide
  • Example 1 Process for obtaining human stem cells according to the invention
  • the cells used are human mesenchymal stem cells (hMSC) sold by PromoCell, obtained from adipose tissue and cultured in a special medium sold by the manufacturer, Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2, containing only 2% Fetal Calf Serum (FCS) ).
  • hMSC human mesenchymal stem cells
  • FCS Fetal Calf Serum
  • the hMSCs are detached with accutase (StemPro® Accutase®, GIBCO), a product less stringent than trypsin and inoculated at 7.5.10 4 cells in different wells of a 6-well plate (9.6 cm 2 ).
  • the cells are transduced with 50 lentiviral particles expressing the exogenous nucleic acid encoding the fusion protein per cell (50 MOI).
  • the dilution of the lentiviral particles is carried out in a volume of culture medium, PromoCell Growth Medium 2, of 800 ⁇ L per well.
  • the cells are then incubated at 37 ° C. After 4 hours, 1.2 mL of medium (PromoCell Growth Medium 2) is added to each well.
  • the transduction is stopped on D + 1, by removing the medium containing the lentiviruses and rinsing with PBS. Then, 2 mL of medium is added to each well.
  • the transduced cells are recovered and transferred to T75 (75 cm 2 flask) either on D + 2 or D + 3.
  • T75 75 cm 2 flask
  • the cells are then labeled with the anti-CD34 antibody and sorted with FACS.
  • Example 2 Determination of the number of copies of the exogenous nucleic acid encoding the fusion protein integrated into human stem cells according to the invention
  • the transduced cells have a greater or lesser CD34 labeling on the surface allowing the discrimination of cells containing exogenous nucleic acid encoding the fusion protein or not. Dead cells are visualized with propidium iodide (PI) and excluded.
  • PI propidium iodide
  • a pool of transduced cells was created from a minimum fluorescence of 2 x 103 "Arbitrary Unit" (AU) of CD34 corresponding to approximately 5% of the total cells while a more stringent selection from 104 AU of CD34 , corresponding to approximately 3% of the cells, was carried out to obtain a clone by inoculating these cells at the rate of one cell per well (96-well plate).
  • a cytotoxic test using 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) - 5- (3-carboxymethoxyphenyl) -2- (4-sulfophenyl) -2H-tetrazolium (MTS) was carried out.
  • This test consists of measuring cell viability in the presence of APC. MTS is reduced by the mitochondria of viable cells to a soluble and colored product, formazan. Measuring the absorbance at 490 nm allows an estimate, relative to a control well, of the cytotoxic effect of APC.
  • clone 4 had selected (IC50> 3 mM) to understand why cells expressed CD34 on their surface but were not sensitive to APC.
  • PCR digital "Polymerase Chain Reaction”
  • hMSC hMSC * (hMSC having integrated the gene encoding the fusion protein)
  • C3 clone 3
  • C4 clone 4
  • C10 clone 10
  • the results of the experiment can be categorized according to 3 possibilities:
  • a drop without DNA, or with DNA which does not have a target sequence, will be a drop considered empty;
  • a drop containing a target sequence will then be detected as FAM positive or VIC positive; or
  • a drop containing the 2 target sequences will then be detected as FAM and VIC positive with a color mixture of the 2
  • the positive VIC drops will determine the number of copies of the internal reference of the sample making it possible to transform a theoretical quantity of DNA into the number of real DNA molecules.
  • the ratio of the positive FAM drops to the positive VIC drops will then make it possible to determine the copy number by multiplying it by 2. In fact, the internal reference containing 2 copies of the gene per genome.
  • hMSC human mesenchymal stem cells
  • clone 4 have an IC50> 3 mM of CPA, the maximum dose tested, while an IC50 of approximately 500, 150 and 200 mM corresponds to hMSC * , clone 3 and clone 10 respectively (see Figure 2).
  • Example 3 Determination of the insertion site of the exogenous nucleic acid encoding the fusion protein
  • Clones 3, 4 and 10 were sequenced in order to discover the exact insertion site of the exogenous nucleic acid encoding the fusion protein in these clones.
  • clone 3 was selected in order to continue the in vitro tests.
  • human mesenchymal stem cells hMSC
  • genetically modified human stem cells according to the invention hMSC-CYP2B6 *
  • murine mesenchymal stem cells mMSC having integrated the gene encoding the protein fusion
  • TC1-CYP2B6 * murine mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein
  • DAMPs 3 major damage-associated molecular patterns
  • the TC1 cells were then brought into contact for 48 hours with the supernatant of the cells previously treated for 24 hours with the dose of 250 mM of CPA.
  • the TC1 cells are recovered and labeled with quinacrine in order to visualize intracellular GATR.
  • "Dying cells” have very low intracellular ATP levels and this decrease corresponds to the release of GATR during immunogenic cell death (ICD or Immunogenic cell death).
  • ICD or Immunogenic cell death immunogenic cell death
  • TC1-CYP2B6 * showed a poorer cytotoxic effect on TC1 than hMSC-CYP2B6 * or mMSC-CYP2B6 * . But more importantly, the TC1-CYP2B6 * demonstrate a lower efficiency in triggering the immunogenic death of tumor cells, a key point of our strategy. If at the level of CRT translocation, the treatment with the supernatant (SN) of TC1-CYP2B6 * is only slightly but significantly (p ⁇ 0.05) lower than the supernatants of mMSC-CYP2B6 * and hMSC-CYP2B6 * , the number of dying cells with little ATP is significantly lower
  • IC 50s of mMSC and hMSC without the gene encoding the fusion protein were found to be greater than 3 mM cyclophosphamide (CPA) for the 6 lines.
  • CPA cyclophosphamide
  • the different IC 50 of the murine mesenchymal stem cells having integrated the gene encoding the fusion protein (mMSC-CYP2B6 * ) and of the genetically modified human stem cells according to the invention (hMSC-CYP2B6 * ) towards the lines are listed in Figure 6.
  • hMSC-CYP2B6 * genetically modified human stem cells according to the invention compared to tumor cells to artificially increase the number of copies even if this logic does not allow a perfect comparison.
  • a greater number of CYP2B6 * inside a single cell does not correspond to the same number of CYP2B6 * dispersed in several cells.
  • a larger number of treated cells can also influence the cytotoxic effect.

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Abstract

La présente invention concerne une cellule souche humaine génétiquement modifiée, dans laquelle ladite cellule souche humaine comprend un acide nucléique exogène comprenant une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci, liée de manière fonctionnelle à un promoteur, ledit acide nucléique exogène ayant été intégré dans le chromosome 17 de ladite cellule souche humaine. L'invention concerne également l'utilisation de ladite cellule pour la prévention et/ou le traitement du cancer et/ou des métastases associées, notamment les tumeurs solides, et en particulier les carcinomes hépatocellulaires, et/ou les récidives de cancer et/ou des métastases associées.

Description

Titre : Cellule souche humaine génétiquement modifiée exprimant une protéine cytochrome P4502B6 humaine mutante et son utilisation dans le traitement du cancer
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne une cellule souche humaine génétiquement modifiée, dans laquelle ladite cellule souche humaine comprend un acide nucléique exogène comprenant une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci, liée de manière fonctionnelle à un promoteur, ledit acide nucléique exogène ayant été intégré dans le chromosome 17 de ladite cellule souche humaine. L’invention concerne également l’utilisation de ladite cellule pour le traitement du cancer, notamment les tumeurs solides, et en particulier les carcinomes hépatocellulaires.
Art antérieur
Les cancers du foie représentent mondialement plus de 841 080 nouveaux cas par année, dont 90% sont des carcinomes hépatocellulaires. Le carcinome hépatocellulaire est la troisième cause de mortalité par cancer dans le monde. L'infection chronique par les virus de l'hépatite C (VHC) et de l'hépatite B (VHB) ou encore la cirrhose alcoolique sont les principales causes du carcinome hépatocellulaire. Par ailleurs, depuis ces 10 dernières années, l'émergence de la stéatohépatite non alcoolique (NASH) liée à l'augmentation de l'obésité, des états pré-diabétique et du diabète de type 2, est une cause émergeante d'hépatocarcinome. Le traitement du carcinome hépatocellulaire est indispensable sous peine d'une évolution fatale. Au regard de l'augmentation des patients atteints de stéatohépatites non-alcooliques, il est fort probable que le nombre de patients atteints de carcinome hépatocellulaire augmentera dans les années à venir. La survie spontanée des patients atteints de carcinome hépatocellulaire n'excède pas 15 mois. La classification BCLC (Barcelona Cancer Liver Center) permet de distinguer 5 types de situation clinique.
Les stades 0 et A (précoce) (15% des patients) définissent des patients avec une maladie précocement diagnostiquée, en bon état général et porteur d'un carcinome hépatocellulaire inférieur à 3 cm. Ces patients sont éligibles aux seuls traitements curatifs que sont la chirurgie de résection tumorale et transplantation hépatique. La survie à 5 ans est de 60%.
Le stade B (intermédiaire) concerne des patients dont l'état général est conservé mais présentant un ou des carcinome(s) hépatocellulaire(s) dont la taille dépasse les 3 cm, sans envahissement du tronc porte ou de métastases. Ces patients peuvent bénéficier de chimioembolisation hépatique à la doxorubicine. La médiane de survie de ces patients est de 20 mois.
Le stade C (avancé) défini un patient atteint d'un hépatocarcinome avec envahissement portai, des métastases ganglionnaires et pulmonaires associées à une altération modérée de son état général.
Le traitement de référence à ce stade avancé est le Sorafénib, inhibiteur multikinases anti angiogénique administré par voie orale, commercialisé sous le nom de Nexavar® par Onyx/Bayer. Chez ces patients, la médiane de survie est de 11 mois. D'autres traitements de seconde ligne ont été récemment approuvés. Il s'agit du Regorafenib (inhibiteur de kinase) commercialisé sous le nom de Stivarga® par Bayer et le Nivolumab (anticorps anti-PD1) commercialisé sous le nom d’Opdivo®, par BMS. Tous ces traitements ont une efficacité limitée et sont responsables d'effets indésirables majeurs (diarrhées, perte de poids, syndrome main-pied et hypophosphatémie, hypertension artérielle) souvent à l'origine d'une mauvaise observance du traitement aboutissant à des résultats suboptimaux.
Le stade D concerne les patients arrivés au stade palliatif pour lequel seuls des soins de support peuvent être proposés.
Ainsi, il existe donc un besoin de nouvelles formes efficaces de traitement du cancer, notamment les tumeurs solides et en particulier des carcinomes hépatocellulaires, en particulier des traitements pouvant fournir une thérapie contrôlée et soutenue, seule ou en combinaison avec d’autres thérapies, tout en améliorant la qualité de vie du patient et en diminuant les effets secondaires liés au traitement.
Afin de prévenir et/ou traiter le cancer et/ou les métastases associées, et en particulier les tumeurs solides, et notamment le carcinome hépatocellulaire et/ou les métastases associées, les inventeurs ont mis au point une nouvelle cellule souche humaine génétiquement modifiée capable de métaboliser le cyclophosphamide et d’induire la mort immunologique des cellules tumorales en provoquant une forte réponse immunitaire anti tumorale.
Résumé de l’invention
Ainsi, la présente invention porte sur une cellule souche humaine génétiquement modifiée, dans laquelle ladite cellule souche humaine comprend un acide nucléique exogène comprenant une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci, liée de manière fonctionnelle à un promoteur, ledit acide nucléique exogène ayant été inséré dans l’intron situé entre l’exon 3 et l’exon 4 du gène ZZEF1 au site 4115336 sur le chromosome 17 de ladite cellule souche humaine, et caractérisée en ce que ladite cellule souche humaine génétiquement modifiée n’étant pas une cellule souche humaine embryonnaire.
Avantageusement, la cellule souche humaine est choisie parmi les cellules souches mésenchymateuses (hMSC), les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) et les cellules souches mésenchymateuses induites (iMSC).
Avantageusement, l’acide nucléique exogène est inséré dans le gène ZZEF1. Avantageusement, l’acide nucléique exogène est inséré dans l’intron situé entre l’exon 3 et l’exon 4 du gène ZZEF1. Avantageusement, le promoteur utilisé est un promoteur constitutif, de préférence le promoteur EF1-a. Avantageusement, l’acide nucléique exogène comprend en outre un gène marqueur de sélection.
La présente invention concerne également une méthode d’obtention de la cellule souche humaine génétiquement modifiée, ladite cellule souche humaine a été obtenue par transduction rétrovirale avec un vecteur viral comprenant l’acide nucléique exogène.
La présente invention concerne également la cellule souche humaine génétiquement modifiée pour son utilisation en tant que médicament et sa formulation sous une forme adaptée pour son administration par voie trans-artérielle.
La présente invention concerne également un procédé de sélection de cellules souches génétiquement modifiées comprenant les étapes de a) transduction des cellules souches humaines avec un vecteur viral comprenant l’acide nucléique exogène, b) mise en culture des cellules souches humaines dans un milieu de culture prédéfini, c) sélection les cellules souches humaines génétiquement modifiées exprimant le gène marqueur de sélection à leur surface membranaire.
La présente invention concerne par ailleurs une composition pharmaceutique comprenant la cellule souche humaine génétiquement modifiée comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable et éventuellement au moins un second principe actif, en particulier un agent anti-cancéreux, ladite composition pharmaceutique étant sous une forme adaptée pour son administration par voie trans-artérielle.
L’invention concerne également une cellule souche humaine génétiquement modifiée ou composition pharmaceutique pour son utilisation dans la prévention et/ou le traitement du cancer et/ou des métastases associées, de préférence des tumeurs solides, de préférence les carcinomes hépatocellulaires et/ou des métastases associées.
Description détaillée de l’invention
La présente invention a donc pour objet une cellule souche humaine génétiquement modifiée, dans laquelle ladite cellule souche humaine comprend un acide nucléique exogène comprenant une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci, liée de manière fonctionnelle à un promoteur, ledit acide nucléique exogène ayant été intégré dans le chromosome 17 de ladite cellule souche humaine, ladite cellule souche humaine génétiquement modifiée n’étant pas une cellule souche humaine embryonnaire.
Les inventeurs ont montré de manière surprenante que l’intégration de l’acide nucléique exogène dans le chromosome 17 est primordiale pour que la cellule souche humaine modifiée génétiquement puisse métaboliser le cyclophosphamide (CPA) et ainsi induire la mort immunologique des cellules tumorales. De plus, cette intégration de l’acide nucléique exogène dans le chromosome 17 permet à la cellule souche humaine modifiée génétiquement de maintenir sa morphologie et son temps de doublement. Par ailleurs, les inventeurs ont montré qu’une seule copie de l’acide nucléique exogène est intégrée dans le chromosome 17. Les inventeurs ont également montré que l’utilisation de cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’invention permet l’éradication complète des tumeurs solides ainsi qu’une protection par effet vaccinant contre les récidives et les métastases.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la cellule souche humaine est choisie parmi les cellules souches mésenchymateuses (hMSC), les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) et les cellules souches mésenchymateuses induites (iMSC).
Au sens de la présente invention, le terme « cellules souches mésenchymateuses » ou « hMSC » ou « cellules souches mésenchymateuses humaines » désigne des cellules souches multipotentes capables de se différencier notamment en ostéoblastes, chondrocytes, myocytes et adipocytes. Les cellules souches mésenchymateuses se trouvent dans le mésenchyme, la partie du mésoderme embryonnaire constituée de cellules fusiformes ou stellaires, non tassées de manière lâche. Telles qu'utilisées ici, les cellules souches mésenchymateuses comprennent, sans limitation, les cellules souches CD34- négatives. Dans un mode de réalisation de l’invention, les cellules souches mésenchymateuses humaines sont isolées à partir du tissu adipeux et/ou de moelle osseuse.
Au sens de la présente invention, le terme « cellules souches pluripotentes induites » ou « iPSC» ou « cellules souches pluripotentes induites humaines » désigne un type de cellule souche pluripotente similaire à une cellule souche embryonnaire mais qui est créée lorsque des cellules somatiques (par exemple adultes) sont reprogrammées pour entrer dans un état semblable à celui d’une cellule souche embryonnaire en maintenant l’expression des facteurs importants pour le maintien de la "pluripotence" des cellules souches embryonnaires (appelées également CSE ou PSC), c'est-à-dire leur capacité à pouvoir s'engager dans différentes voies de différenciation. De tels facteurs peuvent inclure certains gènes embryonnaires (tels que les transgènes OCT4, SOX2 et LF4). Tel qu'utilisé ici, le terme « pluripotent » désigne une cellule ou une lignée cellulaire capable de se différencier en n'importe quel type cellulaire différencié, par exemple, une capacité à se développer dans les trois couches germinales du développement de l'organisme, notamment l'endoderme, le mésoderme et l'ectoderme.
Au sens de la présente invention, le terme « cellules souches mésenchymateuses induites » ou « iMSC » ou « cellules souches mésenchymateuses induites humaines », désigne des cellules souches mésenchymateuses dérivées de cellules souches pluripotentes induites (iPSC).
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la cellule souche humaine est une cellule souche mésenchymateuse (hMSC). Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, la cellule souche humaine est une cellule souche pluripotente induite (iPSC). Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, la cellule souche humaine est une cellule souche mésenchymateuse induite (iMSC).
Au sens de la présente invention, le terme « acide nucléique exogène » désigne un acide nucléique non naturellement présent dans la cellule souche humaine selon l’invention. L’acide nucléique exogène peut être un ADN génomique, un ADNc, des ADN naturels ou obtenus totalement ou partiellement par synthèse chimique. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’acide nucléique exogène présente un intérêt thérapeutique.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, l’acide nucléique exogène comprend une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la protéine cytochrome P450 2B6 humaine est une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante, appelée également CYP2B6*, de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, dans laquelle ledit variant ou ledit fragment comprend les résidus 114V, 199M et 477W tels que représentés dans la séquence d'acides aminés SEQ ID No.1. Avantageusement, ledit variant ou fragment conserve une activité biologique d'une protéine ayant la séquence d'acides aminés SEQ ID No.1.
MELSVLLFLALLTGLLLLLVQRHPNTHDRLPPGPRPLPLLGNLLQMDRRGLLKSFLRFREKY
GDVFTVHLGPRPVVMLCGVEAIREALVDKAEAFSGRGKIAMVDPFFRGYGVVFANGNRWK
VLRRFSVTTMRDFGMGKRSVEERIQEEAQCLIEELRKSKGALMDPTFLFQSITANIICSIVFGK
RFHYQDQEFLKMMNLFYQTFSLISSVFGQLFELFSGFLKYFPGAHRQVYKNLQEINAYIGHS
VEKHRETLDPSAPKDLIDTYLLHMEKEKSNAHSEFSHQNLNLNTLSLFFAGTETTSTTLRYGF
LLMLKYPHVAERVYREIEQVIGPHRPPELHDRAKMPYTEAVIYEIQRFSDLLPMGVPHIVTQH
TSFRGYIIPKDTEVFLILSTALHDPHYFEKPDAFNPDHFLDANGALKKTEAFIPFSLGKRICLGE
GIARAELFLFFTTILQNFSMASPVAPEDIDLTPQECGWGKIPPTYQIRFLPR
La séquence d'acides aminés de la protéine cytochrome P450 2B6 humaine de type sauvage (CYP2B6 WT) est représentée par la séquence SEQ ID No.3.
SEQ ID No.3 (CYP2B6 WT):
MELSVLLFLALLTGLLLLLVQRHPNTHDRLPPGPRPLPLLGNLLQMDRRGLLKSFLRFREKY
GDVFTVHLGPRPVVMLCGVEAIREALVDKAEAFSGRGKIAMVDPFFRGYGVIFANGNRWKV
LRRFSVTTMRDFGMGKRSVEERIQEEAQCLIEELRKSKGALMDPTFLFQSITANIICSIVFGKR
FHYQDQEFLKMLNLFYQTFSLISSVFGQLFELFSGFLKYFPGAHRQVYKNLQEINAYIGHSVE
KHRETLDPSAPKDLIDTYLLHMEKEKSNAHSEFSHQNLNLNTLSLFFAGTETTSTTLRYGFLL
MLKYPHVAERVYREIEQVIGPHRPPELHDRAKMPYTEAVIYEIQRFSDLLPMGVPHIVTQHTS
FRGYIIPKDTEVFLILSTALHDPHYFEKPDAFNPDHFLDANGALKKTEAFIPFSLGKRICLGEGI
ARAELFLFFTTILQNFSMASPVAPEDIDLTPQECGVGKIPPTYQIRFLPR
De manière avantageuse, la protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) a une affinité pour le CPA de plus de 8 fois supérieure à celle de la protéine de type sauvage (CYP2B6 WT), tout en conservant le même Vmax, notamment du fait des substitutions 1114V, L199M et V477W telles que présentées dans la SEQ ID No.1. Comme décrit ci- dessous, les variants et fragments de la séquence d'acides aminés SEQ ID No.1 sont englobés dans le cadre de l'invention. Cependant, toutes les protéines cytochrome P450 2B6 humaines mutantes, variants et fragments de l'invention tels que décrits ici retiennent Val à la position correspondant au résidu 114 de la séquence d'acides aminés SEQ ID No.1 , Met à la position correspondant au résidu 199 de la séquence d'acides aminés SEQ ID No.1 et Trp à la position correspondant au résidu 477 de la séquence d'acides aminés SEQ ID No.1.
La séquence d'acides aminés de la protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de type sauvage (NADPH WT) est représentée par la séquence SEQ ID No.2. Les variants et les fragments de la protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de séquence d'acides aminés de SEQ ID No.2, décrites ci-dessous, entrent également dans le cadre de l'invention.
SEQ ID No. 2 (NADPH WT):
IQTLTSSVRESSFVEKMKKTGRNIIVFYGSQTGTAEEFANRLSKDAHRYGMRGMSADPEEY
DLADLSSLPEIDNALVVFCMATYGEGDPTDNAQDFYDWLQETDVDLSGVKFAVFGLGNKTY
EHFNAMGKYVDKRLEQLGAQRIFELGLGDDDGNLEEDFITWREQFWPAVCEHFGVEATGE
ESSIRQYELVVHTDIDAAKVYMGEMGRLKSYENQKPPFDAKNPFLAAVTTNRKLNQGTERH
LMHLELDISDSKIRYESGDHVAVYPANDSALVNQLGKILGADLDVVMSLNNLDEESNKKHPF
PCPTSYRTALTYYLDITNPPRTNVLYELAQYASEPSEQELLRKMASSSGEGKELYLSWVVEA
RRHILAILQDCPSLRPPIDHLCELLPRLQARYYSIASSSKVHPNSVHICAVVVEYETKAGRINK
GVATNWLRAKEPAGENGGRALVPMFVRKSQFRLPFKATTPVIMVGPGTGVAPFIGFIQERA
WLRQQGKEVGETLLYYGCRRSDEDYLYREELAQFHRDGALTQLNVAFSREQSHKVYVQHL
LKQDREHLWKLIEGGAHIYVCGDARNMARDVQNTFYDIVAELGAMEHAQAVDYIKKLMTKG
RYSLDVWS
Les variants des protéines peuvent être des variants naturels, tels que des variants d'épissage, des allèles et des isoformes, ou ils peuvent être produits par des moyens recombinants. Des variations de la séquence d'acides aminés peuvent être introduites par substitution, délétion ou insertion d'un ou plusieurs codons dans la séquence d'acides nucléiques codant pour la protéine, ce qui entraînent une modification de la séquence d'acides aminés de la protéine. De manière facultative, la variation peut être de 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 acides aminés ou plus avec tout autre acide aminé. En plus ou alternativement, la variation peut être introduite par addition ou délétion de 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 acides aminés ou plus au sein de la protéine. Les substitutions d'acides aminés peuvent être conservatrices ou non conservatrices. De préférence, les substitutions sont des substitutions conservatrices, dans lesquelles un acide aminé est substitué à un autre acide aminé ayant des propriétés structurelles et/ou fonctionnelles et/ou chimiques similaires. Des exemples de substitutions conservatrices sont listés ci-dessous :
Ala (A) Val; Leu; Ile Arg (R) Lys; Gin; Asn Asn (N) Gin; His; Lys
Asp (D) Glu
Cys (C) Ser
Gin (Q) Asn
Glu (E) Asp
Gly (G) Pro; Ala; ala
His (H) Asn; Gin; Lys; Arg;
Ile (I) Leu; Val; Met; Ala; norleucine Leu
Leu (L) norleucine; Ile; Met; Ala; Phe
Lys (K) Arg; Gin; Asn
Met (M) Leu; Phe; Ile
Phe (F) Leu; Val; Ile; Ala; Tyr
Pro (P) Ala
Ser (S) Thr
Thr (T) Ser
Trp (W) Tyr; Phe;
Tyr (Y) Trp; Phe; Thr; Ser;
Val (V) Ile; Leu; Met; Phe; Ala; norleucine.
Les variants des protéines peuvent inclure des protéines qui ont au moins environ 80% d'identité de séquence d'acides aminés avec une séquence polypeptidique décrite ici. Avantageusement, un variant de protéine aura au moins environ 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93 %, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% d'identité de séquence d'acides aminés avec une séquence d’acides aminés complète ou un fragment d'une séquence d’acides aminés de SEQ ID No.1 et/ou SEQ ID No.2.
L’identité de la séquence d’acides aminés est définie comme le pourcentage de résidus d’acides aminés de la séquence variante qui sont identiques aux résidus d’acides aminés de la séquence de référence, après alignement des séquences et introduction, le cas échéant, de trous afin d’atteindre le pourcentage maximum d’identité de séquence, et ne pas envisager de substitutions conservatrices dans le cadre de l'identité de séquence. L'identité de la séquence peut être déterminée sur toute la longueur de la séquence variante, sur toute la longueur de la séquence de référence ou sur les deux. Les procédés d'alignement de séquence et de détermination d'identité de séquence sont bien connus dans la technique, par exemple, en utilisant un logiciel accessible au public tel que BioPerl, BLAST, BLAST-2, CS-BLAST, FASTA, ALIGN, ALIGN-2, LALIGN, Jaligner, matcher ou le logiciel Megalign (DNASTAR). Les fragments des protéines et les variants de protéines décrits dans la présente demande sont également englobés par l'invention. De tels fragments peuvent être tronqués à l'extrémité N-terminale ou à l'extrémité C-terminale, ou peuvent être dépourvus de résidus d’acides aminés internes en dehors des extrémités N-terminale et C-terminale, par exemple, par rapport à une protéine de longueur totale. Certains fragments sont dépourvus de résidus d’acides aminés qui ne sont pas essentiels à l’activité enzymatique. Avantageusement, lesdits fragments sont au moins environ 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 acides aminés ou plus en longueur.
Les fragments préférés des protéines décrites ici comprennent tout ou partie du site actif. Les fragments préférés de la protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) comprennent ou consistent en les acides aminés 1 à 490 de la séquence de longueur complète SEQ ID No.1. Les fragments préférés de protéine NADPH-cytochrome P450 réductase comprennent ou sont constitués de fragments comprenant ou consistant en les acides aminés 60 à 680 de la séquence d'acides aminés SEQ ID No.2.
Les variants et les fragments de l'invention conservent de préférence une activité biologique de la protéine complète. Les variants et les fragments de la protéine cytochrome P450 2B6 humaine ont avantageusement une activité d'oxydation d'un substrat tel que le cyclophosphamide (CPA), ou d’un autre substrat, en particulier en catalysant l'hydroxylation en 4-OH-CPA.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, lesdits variants et fragments ont une affinité pour le cyclophosphamide (CPA) supérieure à celle de la protéine cytochrome P450 2B6 humaine de séquence SEQ ID No.3, de préférence au moins 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 fois celle de la séquence de type sauvage.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, lesdits variants et fragments ont une affinité pour le CPA identique, sensiblement identique ou supérieure à celle de la protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1. Des méthodes permettant de doser ladite activité et cette affinité sont bien connues de l’homme de l’art et sont décrites notamment dans Nguyen et al, Mol Pharmacol, 2008, 73: 1 122-1 133.
Les variants et les fragments de la protéine NADPH-cytochrome P450 réductase ont de préférence une activité de réduction du cytochrome c, de préférence de manière dépendante du NADPH.
Dans un mode de réalisation préféré, lesdits variants et fragments ont une activité identique, sensiblement supérieure ou égale à celle de la protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de longueur complète (SEQ ID No.No. 2). Des méthodes de dosage de cette activité sont bien connues de l’homme de l’art et sont décrites notamment dans Yasukochi et al; Arch Biochem Biophys, 1980, 202: 491-498.
L’homme du métier sera capable de déterminer les résidus d’acides aminés qui peuvent être insérés, substitués ou délétés sans nuire à l’activité de la protéine en utilisant la connaissance de la structure de la protéine disponible dans la technique et les techniques de modélisation moléculaire disponibles au public (voir par exemple Nguyen et al,. Mol Pharmacol, 2008, 73: 1 122-1133). La variation autorisée peut être déterminée en effectuant systématiquement des insertions, des délétions ou des substitutions d'acides aminés dans la séquence et en testant les variants résultants pour l'activité présentée par rapport à la protéine sauvage.
Au sens de la présente invention, le terme « protéine de fusion » désigne une protéine chimère créée en joignant deux gènes ou plus codant pour des protéines distinctes ou des fragments de protéines, tels que différents domaines protéiques, dans un seul cadre de lecture codant pour une seule protéine traduite.
La protéine de fusion de la présente invention comprend de préférence :
- une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, et
- une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci telles que décrites précédemment.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, ladite protéine de fusion de séquence SEQ ID No.4 comprend :
- les résidus 1 à 490 de la protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci et
- les résidus 57 à 678 de la protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci.
SEQ ID No.4 (protéine de fusion) :
MELSVLLFLALLTGLLLLLVQRHPNTHDRLPPGPRPLPLLGNLLQMDRRGLLKSFLRFREKY
GDVFTVHLGPRPVVMLCGVEAIREALVDKAEAFSGRGKIAMVDPFFRGYGVVFANGNRWK
VLRRFSVTTMRDFGMGKRSVEERIQEEAQCLIEELRKSKGALMDPTFLFQSITANIICSIVFGK
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LLMLKYPHVAERVYREIEQVIGPHRPPELHDRAKMPYTEAVIYEIQRFSDLLPMGVPHIVTQH
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RESSFVEKMKKTGRNIIVFYGSQTGTAEEFANRLSKDAHRYGMRGMSADPEEYDLADLSSL
PEIDNALVVFCMATYGEGDPTDNAQDFYDWLQETDVDLSGVKFAVFGLGNKTYEHFNAMG
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LVVHTDIDAAKVYMGEMGRLKSYENQKPPFDAKNPFLAAVTTNRKLNQGTERHLMHLELDI
SDSKIRYESGDHVAVYPANDSALVNQLGKILGADLDVVMSLNNLDEESNKKHPFPCPTSYRT
ALTYYLDITNPPRTNVLYELAQYASEPSEQELLRKMASSSGEGKELYLSWVVEARRHILAILQ
DCPSLRPPIDHLCELLPRLQARYYSIASSSKVHPNSVHICAVVVEYETKAGRINKGVATNWLR
AKEPAGENGGRALVPMFVRKSQFRLPFKATTPVIMVGPGTGVAPFIGFIQERAWLRQQGKE
VGETLLYYGCRRSDEDYLYREELAQFHRDGALTQLNVAFSREQSHKVYVQHLLKQDREHL
WKLIEGGAHIYVCGDARNMARDVQNTFYDIVAELGAMEHAQAVDYIKKLMTKGRYSLDVWS
RAEGRGSLLTCGDVEENPGPMLVRRGARAGPRMPRGWTALCLLSLLPSGFMSLDNNGTA
TPELPTQGTFSNVSTNVSYQETTTPSTLGSTSLHPVSQHGNEATTNITETTVKFTSTSVITSV
YGNTNSSVQSQTSVISTVFTTPANVSTPETTLKPSLSPGNVSDLSTTSTSLATSPTKPYTSSS
PILSDIKAEIKCSGIREVKLTQGICLEQNKTSSCAEFKKDRGEGLARVLCGEEQADADAGAQV
CSLLLAQSEVRPQCLLLVLANRTEISSKLQLMKKHQSDLKKLGILDFTEQDVASHQSYSQKTL
IALVTSGALLAVLGITGYFLMNRRSWSPTGERLELEP*.
La protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci peut être en amont ou en aval de la protéine NADPH- cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci. De préférence, la protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci est en amont de la protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci.
Lorsque le contexte le permet, le terme « protéines de l'invention », « les protéines divulguées ici », doit être compris comme englobant lesdites protéines de fusion.
Les protéines ou fragments de protéines constituant la protéine de fusion peuvent être séparés par une séquence peptidique de liaison ou un espaceur. La séquence peptidique de liaison, appelée également « linker » ou l’espaceur, appelé également « spacer », sert à séparer les protéines ou les fragments de protéines le composant et à aider au repliement et à l'activité efficace des composants individuels. La séquence peptidique de liaison ou l’espaceur peut comprendre un site de clivage enzymatique pour permettre aux composants polypeptidiques d'être séparés par digestion enzymatique. La séquence peptidique de liaison ou l’espaceur peut être, par exemple, de 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15 acides aminés ou plus. De préférence, la séquence peptidique de liaison ou l’espaceur a une longueur inférieure à 10, inférieure à 9, inférieure à 8, inférieure à 7, inférieure à 6 ou inférieure à 5 acides aminés. Des exemples de séquence peptidique de liaison ou l’espaceur à utiliser dans les protéines de fusion de la présente invention comprennent (Ser)nThr, où «n» est un entier, de préférence 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9. Dans un mode de réalisation préféré, «n» vaut 5. Dans un autre mode de réalisation préféré, «n» vaut 3.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’acide nucléique exogène n’est pas intégré de manière aléatoire dans le génome de la cellule souche humaine. Au contraire, l’acide nucléique exogène est intégré dans le gène ZZEF1 (Zinc finger ZZ-type and EF-hand domain containing).
Avantageusement, une seule copie de l’acide nucléique exogène est intégrée dans le gène ZZEF1.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’acide nucléique exogène est intégré dans l’intron situé entre l’exon 3 et l’exon 4 du gène ZZEF1. Avantageusement, l’acide nucléique exogène est intégré entre l’exon 3 et l’exon 4 du gène ZZEF1 au site 4115336 sur le chromosome 17.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le promoteur auquel est liée de manière fonctionnelle la région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci, est un promoteur constitutif. Avantageusement, le promoteur constitutif peut être choisi parmi le promoteur CMV, le promoteur CBA et le promoteur EF1 -a. Avantageusement, le promoteur constitutif est le promoteur EF1-a.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’acide nucléique exogène comprend en outre un gène marqueur de sélection. Par « gène marqueur de sélection », on entend au sens de la présente invention, une séquence codante pour une protéine marqueur sélectionnable, qui permet la rétention sélective des cellules souches humaines ayant intégré l’acide nucléique exogène pendant la culture et la propagation des cellules. Avantageusement, le gène marqueur de sélection est le gène CD34, avantageusement le gène CD34 ayant subi un épissage, appelé également gène CD34 épissé.
Avantageusement, le gène marqueur de sélection est le gène CD34 épissé de séquence SEQ ID No. 5:
SEQ ID No. 5 (Gène marqueur de sélection CD34 épissé) :
ATGCTGGTCCGCAGGGGCGCGCGCGCAGGGCCCAGGATGCCGCGGGGCTGGACCGC GCTTT GCTT GCT G AGTTT GCT GCCTT CT GGGTT CAT G AGT CTT G ACAACAACGGT ACT G CT ACCCCAGAGTT ACCT ACCCAGGG AACATTTT CAAAT GTTT CT ACAAAT GT AT CCT ACC AAG AAACT ACAACACCT AGT ACCCTT GG AAGT ACCAGCCT GCACCCT GT GT CT CAACAT GGCAAT G AGGCCACAACAAACAT CACAG AAACG ACAGT CAAATT CACAT CT ACCT CT GT G AT AACCT CAGTTT AT GG AAACACAAACT CTT CT GT CCAGT CACAG ACCT CT GT AAT CAG CACAGT GTT CACCACCCCAGCCAACGTTT CAACT CCAG AG ACAACCTT G AAGCCT AGCC T GT CACCT GG AAAT GTTT CAG ACCTTT CAACCACT AGCACT AGCCTT GCAACAT CT CCCA CT AAACCCT AT ACAT CAT CTT CT CCT AT CCT AAGT G ACAT CAAGGCAG AAAT CAAAT GTT CAGGCAT CAG AG AAGT G AAATT G ACT CAGGGCAT CT GCCT GG AGCAAAAT AAG ACCT CC AGCT GT GCGG AGTTT AAG AAGG ACAGGGG AG AGGGCCT GGCCCG AGT GCT GT GT GGG G AGG AGCAGGCT G AT GCT G AT GCT GGGGCCCAGGT AT GCT CCCT GCT CCTT GCCCAGT CT G AGGT G AGGCCT CAGT GT CT ACT GCT GGT CTT GGCCAACAG AACAG AAATTT CCAGC AAACT CCAACTT AT G AAAAAGCACCAAT CT G ACCT G AAAAAGCT GGGG AT CCT AG ATTT C ACT G AGCAAG AT GTT GCAAGCCACCAG AGCT ATT CCCAAAAG ACCCT GATT GCACT GGT CACCT CGGG AGCCCT GCTGGCTGT CTT GGGCAT CACT GGCT ATTT CCT G AT G AAT CGC CGCAGCT GG AGCCCCACAGG AG AAAGGCT GG AGCT GG AACCCT GA
L’utilisation du gène CD34 épissé permet de sélectionner les cellules souches humaines ayant intégré l’acide nucléique exogène sans avoir d’activité de transduction du signal. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le gène marqueur de sélection CD34 épissé est lié de manière fonctionnelle à un acide nucléique de séquence SEQ ID No. 6 codant pour le peptide 2A.
SEQ ID No. 6 (peptide 2A):
AG AGCCG AGGGCAGGGG AAGT CTT CT AACAT GCGGGG ACGT GG AGG AAAAT CCCGGG CCC
Le gène marqueur de sélection CD34 épissé est lié de manière fonctionnelle à un acide nucléique codant pour le peptide 2A et est représenté par la séquence d’acides nucléiques SEQ ID No.7.
SEQ ID No. 7 (Gène marqueur de sélection CD34 épissé - peptide 2A) :
AG AGCCG AGGGCAGGGG AAGT CTT CT AACAT GCGGGG ACGT GG AGG AAAAT CCCGGG CCCATGCTGGTCCGCAGGGGCGCGCGCGCAGGGCCCAGGATGCCGCGGGGCTGGAC CGCGCTTT GCTT GCT G AGTTT GCT GCCTT CT GGGTT CAT G AGT CTT GACAACAACGGT A CT GCT ACCCCAG AGTT ACCT ACCCAGGG AACATTTT CAAAT GTTT CT ACAAAT GT AT CCT ACCAAG AAACT ACAACACCT AGT ACCCTT GG AAGT ACCAGCCT GCACCCT GT GT CT CAA CAT GGCAAT G AGGCCACAACAAACAT CACAG AAACG ACAGT CAAATT CACAT CT ACCT C T GT G AT AACCT CAGTTT AT GG AAACACAAACT CTT CT GT CCAGT CACAG ACCT CT GT AAT CAGCACAGT GTT CACCACCCCAGCCAACGTTT CAACT CCAG AG ACAACCTT G AAGCCT A GCCT GT CACCT GG AAAT GTTT CAG ACCTTT CAACCACT AGCACT AGCCTT GCAACAT CT C CCACT AAACCCT AT ACAT CAT CTT CT CCT AT CCT AAGT G ACAT CAAGGCAG AAAT CAAAT GTT CAGGCAT CAG AG AAGT G AAATT G ACT CAGGGCAT CT GCCT GG AGCAAAAT AAG ACC T CCAGCT GT GCGG AGTTT AAG AAGG ACAGGGG AG AGGGCCT GGCCCG AGT GCT GT GT GGGG AGG AGCAGGCT G AT GCT G AT GCT GGGGCCCAGGT ATGCT CCCT GCT CCTT GCC CAGT CT G AGGT G AGGCCT CAGT GT CT ACT GCTGGT CTT GGCCAACAG AACAG AAATTT C CAGCAAACT CCAACTT AT G AAAAAGCACCAAT CT G ACCT G AAAAAGCT GGGG AT CCT AG ATTT CACT G AGCAAG AT GTT GCAAGCCACCAG AGCT ATT CCCAAAAG ACCCT GATT GCA CT GGT CACCT CGGG AGCCCT GCT GGCT GT CTT GGGCAT CACT GGCT ATTT CCT G AT G AA T CGCCGCAGCT GG AGCCCCACAGG AG AAAGGCT GG AGCT GG AACCCT GA
Un autre objet de l’invention concerne un vecteur d’expression, par exemple un vecteur viral, comprenant l’acide nucléique exogène tel que défini précédemment.
Au sens de la présente invention, le terme « vecteur » désigne une séquence polynucléotidique contenant l’acide nucléique exogène tel que défini précédemment et des séquences de contrôle en liaison fonctionnelle, de sorte que les cellules souches humaines transformées avec ces séquences sont capables de produire les protéines codées, en particulier la protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle- ci.
Dans un mode de réalisation particulier, la cellule souche humaine a été obtenue par transduction rétrovirale avec un vecteur viral comprenant l’acide nucléique exogène.
Le vecteur comporte généralement un promoteur, des signaux d'initiation et de terminaison de la traduction, ainsi que des régions appropriées de régulation de la transcription. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, le vecteur comprend un acide nucléique de SEQ ID No 8. comprenant :
- l’acide nucléique exogène comprenant une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci tel que défini précédemment, et
- le gène marqueur de sélection lié de manière fonctionnelle à un acide nucléique codant pour le peptide 2A tel que défini précédemment.
SEQ ID No 8 (acide nucléique vectorisé) : AT GG AACT CAGCGT CCT CCT CTT CCTT GCACT CCT CACAGG ACT CTT GCT ACT CCT GGT T CAGCGCCACCCT AACACCCAT GACCGCCT CCCACCAGGGCCCCGCCCT CT GCCCCTT TT GGGAAACCTT CT GCAG AT GG AT AG AAG AGGCCT ACT CAAAT CCTTT CT G AGGTT CCG AG AG AAAT AT GGGG ACGT CTT CACGGT ACACCT GGG ACCG AGGCCCGT GGT CAT GCTG T GT GG AGT AG AGGCCAT ACGGG AGGCCCTT GT GG ACAAGGCT G AGGCCTT CT CTGGCC GGGG AAAAAT CGCCAT GGT CG ACCCATT CTT CCGGGG AT AT GGT GT GGT CTTT GCCAAT GG AAACCGCT GG AAGGT GCTT CGGCG ATT CT CT GT G ACCACT AT G AGGG ACTT CGGG A T GGG AAAGCGG AGT GTGG AGG AGCGG ATT CAGG AGG AGGCT CAGT GT CT G AT AG AGG AGCTT CGG AAAT CCAAGGGGGCCCT CAT GG ACCCCACCTT CCT CTT CCAGT CCATT ACC GCCAACAT CAT CT GCT CCAT CGT CTTT GG AAAACG ATT CCACT ACCAAG AT CAAG AGTT C CT G AAG AT G AT G AACTT GTT CT ACCAG ACTTTTT CACT CAT CAGCT CT GT ATT CGGCCAG CT GTTT G AGCT CTT CT CT GGCTT CTT G AAAT ACTTT CCT GGGGCACACAGGCAAGTTT AC AAAAACCT GCAGG AAAT CAAT GCTT ACATT GGCCACAGT GT GG AG AAGCACCGT G AAAC CCT GG ACCCCAGCGCCCCCAAGG ACCT CAT CG ACACCT ACCT GCT CCACAT GG AAAAA G AG AAAT CCAACGCACACAGT G AATT CAGCCACCAG AACCT CAACCT CAACACGCT CT C GCT CTT CTTT GCT GGCACT G AG ACCACCAGCACCACT CT CCGCT ACGGCTT CCT GCT CA TGCT CAAAT ACCCT CAT GTT GCAG AG AG AGT CT ACAGGG AG ATT G AACAGGT GATT GGC CCACAT CGCCCT CCAG AGCTT CAT G ACCG AGCCAAAAT GCCAT ACACAG AGGCAGT CAT CT AT G AG ATT CAG AG ATTTT CCG ACCTT CT CCCCAT GGGT GT GCCCCACATT GT CACCC AACACACCAGCTT CCG AGGGT ACAT CAT CCCCAAGG ACACAG AAGT ATTT CT CAT CCT G AGCACT GCT CT CCAT GACCCACACT ACTTT G AAAAACCAG ACGCCTT CAAT CCT G ACCA CTTT CT GG AT GCCAAT GGGGCACT G AAAAAGACT G AAGCTTTT AT CCCCTT CT CCTT AG GG AAGCGG ATTT GT CTT GGT G AAGGCAT CGCCCGT GCGG AATT GTT CCT CTT CTT CACC ACCAT CCT CCAG AACTT CT CCAT GGCCAGCCCCGT GGCCCCAG AAGACAT CG AT CT GA CACCCCAGG AGT GT GGTT GGGGCAAAAT ACCCCCAACAT ACCAG AT CCGCTT CCT GCC CCGCT CG AGCT CT ACG ATT CAG ACATT G ACCT CCT CT GT CAG AG AG AGCAGCTTT GT GG AAAAG AT G AAG AAAACGGGG AGG AACAT CAT CGT GTT CT ACGGCT CCCAG ACGGGG AC T GCAG AGG AG TTT GCCAACCGCCT GT CCAAGG ACGCCCACCGCT ACGGG AT GCG AGG CAT GT CAGCGG ACCCT G AGG AGT AT G ACCT GGCCG ACCT G AGCAGCCT GCCAG AG AT C G ACAACGCCCT GGT GGTTTT CT GCAT GGCCACCT ACGGT G AGGG AG ACCCCACCG ACA ATGCCCAGG ACTT CT ACG ACT GGCT GCAGG AG ACAG ACGT GG AT CT CT CT GGGGT CAA GTT CGCGGT GTTT GGT CTT GGG AACAAG ACCT ACG AGCACTT CAAT GCCAT GGGCAAGT ACGT GG ACAAGCGGCTGG AGCAGCT CGGCGCCCAGCGCAT CTTT G AGCT GGGGTT GG GCG ACG ACG AT GGG AACTT GG AGG AGG ACTT CAT CACCT GGCG AGAGCAGTT CT GGCC GGCCGT GT GT G AACACTTT GGGGT GG AAGCCACT GGCG AGG AGT CCAGCATT CGCCA GT ACG AGCTT GT GGT CCACACCG ACAT AG AT GCGGCCAAGGT GT ACAT GGGGG AG AT G GGCCGGCT G AAG AGCT ACG AG AACCAG AAGCCCCCCTTT G AT GCCAAG AAT CCGTT CC TGGCT GCAGT CACCACCAACCGG AAGCT G AACCAGGG AACCG AGCGCCACCT CAT GCA CCT GG AATT GG ACAT CT CGG ACT CCAAAAT CAGGT AT G AAT CT GGGGACCACGT GGCT GT GT ACCCAGCCAACG ACT CT GCT CT CGT CAACCAGCT GGGCAAAAT CCT GGGT GCCG ACCT GG ACGT CGT CAT GT CCCT G AACAACCT GG AT G AGG AGT CCAACAAG AAGCACCC ATT CCCGT GCCCT ACGT CCT ACCGCACGGCCCT CACCT ACT ACCT GG ACAT CACCAACC CGCCGCGT ACCAACGT GCT GT ACG AGCT GGCGCAGT ACGCCT CGGAGCCCT CGG AGC AGG AGCT GCT GCGCAAG AT GGCCT CCT CCT CCGGCG AGGGCAAGGAGCT GT ACCT G A GCT GGGT GGT GG AGGCCCGG AGGCACAT CCT GGCCAT CCT GCAGG ACT GCCCGT CCC T GCGGCCCCCCAT CG ACCACCT GT GT G AGCT GCT GCCGCGCCT GCAGGCCCGCT ACT ACT CCAT CGCCT CAT CCT CCAAGGT CCACCCCAACT CT GT GCACAT CT GT GCGGT GGTT GT GG AGT ACG AG ACCAAGGCCGGCCGCAT CAACAAGGGCGT GGCCACCAACT GGCTG CGGGCCAAGG AGCCT GCCGGGG AG AACGGCGGCCGT GCGCT GGT GCCCAT GTT CGT GCGCAAGT CCCAGTT CCGCCT GCCCTT CAAGGCCACCACGCCT GT CAT CAT GGT GGGC CCCGGCACCGGGGT GGCACCCTT CAT AGGCTT CAT CCAGG AGCGGGCCT GGCT GCG A CAGCAGGGCAAGG AGGT GGGGG AG ACGCT GCT GT ACT ACGGCT GCCGCCGCT CGG AT G AGG ACT ACCT GT ACCGGG AGG AGCT GGCGCAGTT CCACAGGG ACGGT GCGCT CACC CAGCT CAACGT GGCCTT CT CCCGGG AGCAGT CCCACAAGGT CT ACGT CCAGCACCT GC T AAAGCAAG ACCG AG AGCACCT GT GG AAGTT G AT CG AAGGCGGT GCCCACAT CT 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AGTTT AAG AAG G ACAGGGG AG AGGGCCT GGCCCG AGT GCT GT GT GGGG AGG AGCAGGCT G AT GCT G AT GCT GGGGCCCAGGT AT GCT CCCT GCT CCTT GCCCAGT CT G AGGT G AGGCCT CAGT GT C T ACT GCT GGT CTT GGCCAACAG AACAG AAATTT CCAGCAAACT CCAACTT AT G AAAAAGC ACCAAT CT G ACCT G AAAAAGCT GGGG AT CCT AG ATTT CACT G AGCAAG AT GTT GCAAGC CACCAG AGCT ATT CCCAAAAG ACCCT GATT GCACT GGT CACCT CGGGAGCCCT GCT GG CT GT CTT GGGCAT CACT GGCT ATTT CCT G AT GAAT CGCCGCAGCT GGAGCCCCACAGG AG AAAGGCT GG AGCT GG AACCCT G A
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le vecteur utilisé est un vecteur lentiviral, avantageusement le vecteur lentiviral pLenti-l I l-EF 1 a, commercialisé par la société Applied Biological Materials Inc.
Le vecteur est maintenu de façon stable dans la cellule souche humaine et peut éventuellement posséder des signaux particuliers qui spécifient la sécrétion de la protéine traduite. Ces différents éléments sont choisis et optimisés par l'homme du métier en fonction de la cellule hôte utilisée. De tels vecteurs sont préparés par des méthodes couramment utilisées par l'homme du métier, et les clones résultants peuvent être introduits dans la cellule souche humaine appropriée par des méthodes standards, telles que la lipofection, l'électroporation, l'utilisation d'agents polycationiques, le choc thermique, ou des méthodes chimiques.
Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, l’acide nucléique exogène peut être introduit par différentes méthodes dans le chromosome 17, en utilisant notamment des techniques de nucléation effectrice de type activateur de transcription (TALEN), regroupées en techniques de répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées (CRISPR / Cas9) ou de nucléases à doigts de zinc (ZFN). Avantageusement, l’intégration de l’acide nucléique exogène dans le chromosome 17 est obtenue en utilisant des répétitions palindromiques courtes régulièrement groupées (CRISPR / Cas9). L'utilisation de cette technologie dans l'édition du génome est bien décrite dans la technique. En résumé, CRISPR est un système de nucléase microbienne impliqué dans la défense contre les phages et les plasmides envahisseurs. Les locus CRISPR chez les hôtes microbiens contiennent une combinaison de gènes (Cas) associés à CRISPR ainsi que des éléments d'ARN non codants capables de programmer la spécificité du clivage des acides nucléiques (sgRNA) induit par CRISPR. Trois types (l-lll) de systèmes CRISPR ont été identifiés sur un large éventail d'hôtes bactériens. Une caractéristique clé de chaque locus CRISPR est la présence d'un tableau de séquences répétitives (répétitions directes) entrecoupées de courtes séquences de séquences non répétitives (espaceurs). La matrice CRISPR non codante est transcrite et clivée au sein de répétitions directes en ARNrc courts contenant des séquences d'espaceur individuelles, qui dirigent les nucléases Cas vers le site cible (protospacer). Le type II CRISPR est l’un des systèmes les mieux caractérisés et réalise une cassure ADN double brin ciblée en quatre étapes séquentielles. Premièrement, deux ARN non codants, la matrice de pré-ARNr et le tracrARN, sont transcrits à partir du locus CRISPR. Deuxièmement, le tracrRNA s'hybride aux régions répétées du pré-ARNt et intervient dans le traitement du pré-ARNr en ARNr matures contenant des séquences d'espaceur individuelles. Troisièmement, le complexe ARNt mature: tracrARN dirige Cas9 sur l’ADN cible via l’appariement des bases de Watson-Crick entre l’espaceur situé sur l’ARNr et le protospacer situé sur l’ADN cible, à côté du motif adjacent protopracer (PAM), une exigence supplémentaire pour la reconnaissance de la cible. Enfin, Cas9 intervient dans le clivage de l’ADN cible afin de créer une rupture à double brin dans le protospacer. Cas9 est donc la protéine caractéristique du système CRISPR-Cas de type II et une grande nucléase d’ADN monomère guidée vers une séquence cible ADN adjacente au motif de séquence PAM (protospacer adjacente motif) par un complexe de deux ARN non codants: CRIPSR RNA (ARNr) et ARNr trans-activant (tracrRNA). La protéine Cas9 contient deux domaines de nucléase homologues aux nucléases RuvC et HNH. Le domaine de nucléase HNH coupe le brin d'ADN complémentaire tandis que le domaine de type RuvC coupe le brin non complémentaire et, par conséquent, une coupe franche est introduite dans l'ADN cible. L'expression hétérologue de Cas9 avec un sgRNA peut introduire des cassures double brin (DSB) spécifiques au site dans l'ADN génomique de cellules vivantes de divers organismes. Pour les applications dans les organismes eucaryotes, des versions optimisées en codons de Cas9, qui est originaire de la bactérie Streptococcus pyogenes, ont été utilisées. L'ARN à guide unique (sgRNA) est le deuxième composant du système CRISPR / Cas qui forme un complexe avec la nucléase Cas9. Le sgRNA est une chimère d'ARN synthétique créée par la fusion d'ARNc et de tracrARN. La séquence guide d'ARNg située à l'extrémité 5 'confère la spécificité à la cible ADN. Par conséquent, en modifiant la séquence guide, il est possible de créer des sgRNA avec différentes spécificités de cible. La longueur canonique de la séquence guide est de 20 pb. Les vecteurs d'expression Cas9 destinés à être utilisés dans les procédés de l'invention peuvent être construits comme décrit dans la technique.
Un autre objet de l’invention concerne la cellule souche humaine génétiquement modifiée telle que définie précédemment pour son utilisation comme médicament. En particulier, la présente invention concerne la cellule souche humaine génétiquement modifiée telle que définie précédemment pour son utilisation dans la prévention et/ou le traitement du cancer et/ou les récidives de cancer et/ou les métastases associées.
Avantageusement, le cancer est un cancer choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro intestinales (GIST) et le sarcome de l’os ; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative.
Avantageusement, l’invention concerne la cellule souche humaine génétiquement modifiée telle que définie précédemment pour son utilisation dans la prévention et/ou le traitement des tumeurs solides, et en particulier les carcinomes hépatocellulaires, et/ou les récidives de cancer et/ou des métastases associées.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’invention est particulièrement utile pour prévenir et/ou traiter le cancer et/ou les récidives de cancer et/ou les métastases associées.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’invention est particulièrement utile pour prévenir et/ou traiter les tumeurs solides et/ou les récidives de cancer et/ou les métastases associées.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’invention est particulièrement utile pour prévenir et/ou traiter un cancer et/ou des récidives de cancer et/ou les métastases associées choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro-intestinales (GIST) et le sarcome de l’os ; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’invention est particulièrement utile pour prévenir et/ou traiter les carcinomes hépatocellulaires et/ou les métastases associées.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de sélection de cellules souches génétiquement modifiées telle que définies précédemment, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : a) transduction des cellules souches humaines avec un vecteur viral comprenant l’acide nucléique exogène, b) mise en culture des cellules souches humaines génétiquement modifiées issues de l’étape a) dans un milieu de culture prédéfini, et c) sélection les cellules souches humaines génétiquement modifiées exprimant le gène marqueur de sélection à leur surface membranaire.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le milieu de culture utilisé est un milieu spécifique des cellules souches humaines, tel que le milieu Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2, commercialisé par Promocell (Référence produit : C28009).
Avantageusement, le milieu de culture utilisé comprend 50% de milieu ayant été en contact avec les cellules souches humaines non transduites pendant 24h et 50% du même milieu frais.
Dans un mode de réalisation particulier, le gène marqueur de sélection est le gène CD34 épissé. Avantageusement, la sélection des cellules souches humaines génétiquement modifiées exprimant le gène marqueur de sélection à leur surface membranaire est réalisée par cytométrie de flux, en particulier au moyen de l’appareil BD-FACS ARIAIII™ en utilisant des anticorps anti-CD34 couplés au fluorochrome « brillant violet 421 » (Brillant Violet 421™ anti-human CD34 (Référence produit: 343609 chez Biolegend)).
Un autre objet de l'invention concerne une composition pharmaceutique comprenant la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’invention comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition pharmaceutique selon l’invention comprend une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, la composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable telles que définies ci-dessus est particulièrement utile pour prévenir et/ou traiter le cancer et/ou les récidives de cancer et/ou les métastases associées.
Avantageusement, la composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable telles que définies ci- dessus est administrée à un patient souffrant ou suspecté de souffrir d’un cancer et/ou de récidives d’un cancer et/ou de métastases associées.
Avantageusement, le cancer est un cancer à tumeurs solides. Par « tumeur solide » au sens de la présente invention, on entend un carcinome ou un sarcome. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le cancer est un cancer choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro intestinales (GIST) et le sarcome de l’os ; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, la composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable telle que définie ci-dessus est particulièrement utile pour prévenir et/ou traiter les tumeurs solides, et en particulier les carcinomes hépatocellulaires, et/ou les récidives de cancer et/ou de métastases associées. Avantageusement, la composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable telles que définies ci- dessus est administrée à un patient souffrant ou suspecté de souffrir de tumeurs solides, et en particulier de carcinomes hépatocellulaires, et/ou de récidives de cancer et/ou de métastases associées.
Dans un mode de réalisation, le patient peut être un être humain, homme ou femme, quel que soit l'âge. Dans un autre mode de réalisation, le patient peut être un animal non humain, avantageusement un mammifère non humain, par exemple un chien, un chat, une souris, un rat, un hamster, un lapin, un chinchilla, un cheval, une vache, un porc, un mouton, une chèvre ou un primate.
Au sens de la présente invention, les termes « thérapeutiquement efficace » ou « quantité efficace à traiter » ou « pharmaceutiquement efficace » désignent la quantité de cellules souches humaines génétiquement modifiées nécessaires pour inhiber ou inverser une maladie, avantageusement un cancer, et en particulier pour traiter les tumeurs solides et notamment les carcinomes hépatocellulaires, et/ou les récidives de cancer et/ou des métastases associées. La détermination d'une quantité thérapeutiquement efficace dépend spécifiquement de facteurs tels que la toxicité et l'efficacité du médicament. Ces facteurs différeront en fonction d'autres facteurs tels que l'activité, la biodisponibilité relative, le poids corporel du patient, la sévérité des effets secondaires indésirables et le mode d'administration préféré. La toxicité peut être déterminée en utilisant des méthodes bien connues dans l'art. Il en est de même pour l’efficacité. Une quantité pharmaceutiquement efficace est, par conséquent, une quantité qui est considérée par le clinicien comme tolérable sur le plan toxicologique, mais efficace.
Le dosage peut être ajusté de manière appropriée pour atteindre les niveaux de médicament (par exemple, de cellules souches humaines génétiquement modifiées) souhaités, locaux ou systémiques, en particulier trans-artérielle, en fonction du mode d'administration. Dans le cas où la réponse chez un patient est insuffisante à de telles doses, des doses encore plus élevées (ou des doses plus efficaces par une voie d'administration différente, plus localisée) peuvent être utilisées dans la mesure où la tolérance du patient le permet. Plusieurs injections à environ une semaine d’intervalle peuvent également être utilisées pour atteindre des niveaux appropriés de métabolites toxiques formés pour provoquer la mort des cellules tumorales et le déclenchement d’une réponse immunitaire anti-tumorale. « Dose » et « dosage » sont utilisés de manière interchangeable ici. La fréquence d’injection est liée à la demi-vie des cellules souches humaines génétiquement modifiées.
Dans un mode de réalisation avantageux, la composition pharmaceutique selon l’invention est administrée au patient à raison d’une administration par semaine pendant au moins quatre semaines. Avantageusement, la composition pharmaceutique selon l’invention est administrée au patient à raison de deux administrations, avantageusement trois administrations, avantageusement quatre administrations, avantageusement cinq administrations, avantageusement six administrations, avantageusement sept administrations par semaine. Avantageusement, la composition pharmaceutique selon l’invention est administrée au patient pendant au moins quatre semaines, avantageusement au moins cinq semaines, avantageusement au moins six semaines, avantageusement au moins sept semaines, avantageusement au moins huit semaines, avantageusement au moins neuf semaines, avantageusement au moins dix semaines.
Dans un mode de réalisation avantageux, la composition pharmaceutique selon l’invention comprend en outre au moins un second principe actif. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, l’au moins un second principe actif peut interagir de manière synergique avec les cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention.
Avantageux, le second principe actif est un agent anti-cancéreux. À titre d’exemple de second principe actif, on peut notamment citer les agents cytostatiques, les agents cytotoxiques, les agents cytoprotecteurs, les agents inhibiteurs de croissance, les toxines et les combinaisons de ceux-ci. Des exemples d'agents anti-cancéreux pouvant être utilisés en thérapie tumorale avec les cellules souches humaines génétiquement modifiées de l'invention comprennent le cyclophosphamide (numéro CAS 50-18-0, également connu sous le nom de cyclophosphane, et les marques commerciales Endoxan®, Neosar®, Procytox® et Revimmune®), AQ4N (1 , 4). -bis - {[2- (diméthylamino-N-oxyde) éthyl] amino} 5,8- dihydroxyanthracène-9,10-dione, également connu sous le nom de Banoxantrone®), ifosfamide (numéro CAS 3778-73-2), bezyloxyrésorufine, 7 -Ethoxy-4-trifluoro-méthyl- coumarine (EFC), Bupropion, thiotépa (N'N'-triéthylènethiophosphoramide, numéro CAS 52- 24-4), mytomycine C (numéro CAS 50-0-07), tirapazamine (SR-4233, numéro CAS 27314- 97-2). À titre d’exemples d’agent cytoprotecteur, on peut notamment citer le mesna, également connu sous la marque commerciale Uromitexian®. Avantageusement, le second principe actif peut comprendre une combinaison d’agents anticancéreux, tels que ceux listés ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le second principe actif est une combinaison d’un anticancéreux et d’un agent cytoprotecteur. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le second principe actif est une combinaison de cyclophosphamide et de mesna.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition pharmaceutique selon l’invention comprend les cellules souches humaines génétiquement modifiées telles que définies précédemment comme principe actif et le cyclophosphamide en tant que second principe actif.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition pharmaceutique selon l’invention comprend les cellules souches humaines génétiquement modifiées telles que définies précédemment comme principe actif et le mesna en tant que second principe actif.
Dans un mode de réalisation particulier selon l’invention, le second principe actif peut être sous la forme de granules, de poudres, de comprimés, de comprimés enrobés, de (micro)capsules, de sirops, d’émulsions, de suspensions ou de préparations à libération prolongée. Dans un autre mode de réalisation particulier selon l’invention, le second principe actif peut être sous une forme administrable par voie parentérale.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition pharmaceutique selon l’invention comprend les cellules souches humaines génétiquement modifiées telles que définies précédemment comme principe actif et le cyclophosphamide en tant que second principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition pharmaceutique selon l’invention comprend les cellules souches humaines génétiquement modifiées telles que définies précédemment comme principe actif et le cyclophosphamide et le mesna en tant que second principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, lorsque la composition pharmaceutique comprend un second principe actif, la composition pharmaceutique est sous une forme adaptée pour une administration simultanée ou une administration séquentielle des cellules souches humaines génétiquement modifiées et du second principe actif.
Au sens de la présente invention, on entend par « administration simultanée », une administration des cellules souches humaines génétiquement modifiées et du second principe actif en même temps, au même moment, à un patient en des quantités thérapeutiquement efficaces pour permettre l’effet synergique de la composition pharmaceutique. Cela ne signifie pas pour autant que les cellules souches humaines génétiquement modifiées et le second principe actif sont nécessairement administrés sous la forme d'un mélange ; ils peuvent en effet être administrés simultanément mais séparément, sous la forme de compositions distinctes. Par « présents dans deux compositions distinctes », on entend que les cellules souches humaines génétiquement modifiées et le second principe actif sont physiquement séparés. Ils sont alors mis en oeuvre, administrés séparément en des quantités thérapeutiquement efficaces pour permettre l’effet synergique de la composition pharmaceutique, sans mélange préalable, dans plusieurs (au moins deux) formes posologiques (par exemple deux compositions distinctes).
Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, les cellules souches humaines génétiquement modifiées et le second principe actif peuvent être présents dans une même composition en des quantités thérapeutiquement efficaces pour permettre l’effet synergique de la composition pharmaceutique. Au sens de la présente invention, on entend par « présents dans une même composition », la combinaison physique des cellules souches humaines génétiquement modifiées et le second principe actif. Les cellules souches humaines génétiquement modifiées et le second principe actif sont alors nécessairement administrés simultanément puisqu'ils sont administrés ensemble, sous la forme d'un mélange, dans une même forme posologique (par exemple dans une seule composition contenant les cellules souches humaines génétiquement modifiées et l’agent anti-cancéreux) et en des quantités thérapeutiquement efficaces pour permettre l’effet synergique de la composition pharmaceutique.
Au sens de la présente invention, l’expression « administration séquentielle », signifie que les cellules souches humaines génétiquement modifiées et le second principe actif sont administrés en des quantités thérapeutiquement efficaces pour permettre l’effet synergique de la composition pharmaceutique, non pas simultanément mais séparément dans le temps, l'un après l'autre. Les termes « précéder » ou « précédant » et « suivre » ou « suivant » s'appliquent alors. Le terme « précéder » ou « précédant » est utilisé lorsqu'un composé de la composition pharmaceutique selon l'invention est administré quelques minutes ou plusieurs heures, voire plusieurs jours avant l'administration des autre(s) composé(s) de la composition pharmaceutique. À l'inverse, le terme « suivre » ou « suivant » est utilisé lorsqu'un composé de la composition pharmaceutique est administré quelques minutes ou plusieurs heures, voire plusieurs jours après l'administration des autre(s) composé(s) de la composition pharmaceutique. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, les cellules souches humaines génétiquement modifiées sont administrées quelques jours avant le second principe actif.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, lorsque la composition pharmaceutique comprend un second principe actif, la composition pharmaceutique est adaptée pour une administration séquentielle des cellules souches humaines génétiquement modifiées et du second principe actif. Avantageusement, le second principe actif est le cyclophosphamide utilisé seul ou en combinaison avec le mesna.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, les cellules souches humaines génétiquement modifiées sont administrées au patient, puis deux à trois jours après l’administration des cellules souches humaines génétiquement modifiées, le cyclophosphamide, seul ou en combinaison avec le mesna, est administré à ce même patient, et cela à raison de deux administrations de cellules souches humaines génétiquement modifiées et de cyclophosphamide, seul ou en combinaison avec le mesna, par semaine pendant au moins quatre semaines, avantageusement au moins cinq semaines, avantageusement au moins six semaines, avantageusement au moins sept semaines, avantageusement au moins huit semaines, avantageusement au moins neuf semaines, avantageusement au moins dix semaines.
En fonction du mode d'administration prévu in vivo, la composition pharmaceutique utilisée peut être sous la forme de dosage solide, semi-solide ou liquide comme par exemple des comprimés, des pilules, des poudres, des capsules, des gels, des pommades, des liquides, des suspensions ou similaires. De préférence, les compositions pharmaceutiques sont administrées sous des formes posologiques unitaires appropriées pour une administration unique de quantités posologiques précises. Les compositions pharmaceutiques peuvent également comprendre, en fonction de la formulation souhaitée, au moins un support ou diluant pharmaceutiquement acceptable, qui sont définis comme des véhicules à base aqueuse couramment utilisés pour les formulations destinées à une administration humaine. Le diluant est choisi de manière à ne pas affecter l'activité biologique des composés actifs présents dans la composition pharmaceutique de l'invention. Des exemples de tels diluants sont l'eau distillée, le sérum physiologique, la solution de Ringer, la solution de dextrose et la solution de Hank. Des quantités efficaces d'un tel diluant ou support sont des quantités efficaces pour obtenir une formulation pharmaceutiquement acceptable en termes de solubilité des composants, d'activité biologique, etc. Dans certains modes de réalisation, les compositions pharmaceutiques fournies ici sont stériles.
Des formes de préparation pharmaceutique liquides convenables peuvent notamment comprendre des solutions aqueuses ou salines, lesdites solutions aqueuses ou salines pouvant être micro-encapsulées, encochées, appliquées sur des particules d'or microscopiques, contenues dans des liposomes.
L’administration de la composition pharmaceutique ou la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon la présente invention peuvent se faire par n’importe quelle voie d’administration, y compris par voie orale, topique, parentérale (également appelée voie systémique ou générale), intramusculaire, intranasale, sublinguale, intratrachéale, par inhalation, oculaire, vaginale et rectale. Des voies d'administration intracapsulaire, intraveineuse, trans-artérielle, intra-artérielle et intrapéritonéale peuvent également être utilisées. L'homme du métier saura choisir la voie d'administration appropriée en fonction du trouble à traiter.
Avantageusement, la composition pharmaceutique ou la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon la présente invention peut être administrée à un sujet par voie parentérale, avantageusement par voie trans-artérielle.
Les compositions, lorsqu'il est souhaitable de les administrer par voie systémique, peuvent être formulées pour une administration parentérale par injection, par exemple, par injection de bolus ou perfusion continue. Les formulations pour injection peuvent être présentées sous une forme posologique unitaire, par exemple dans des ampoules ou dans des récipients à doses multiples, avec un conservateur ajouté. Les compositions peuvent prendre des formes telles que des suspensions, des solutions ou des émulsions dans des véhicules huileux ou aqueux, et peuvent contenir des agents de formulation tels que des agents de suspension, des stabilisants et/ou des dispersants.
Les formulations pharmaceutiques pour administration parentérale comprennent des solutions aqueuses des compositions actives sous forme soluble dans l'eau. De plus, des suspensions des compositions actives peuvent être préparées sous forme de suspensions pour injection huileuse appropriées. Les solvants ou véhicules lipophiles appropriés comprennent les huiles grasses telles que l'huile de sésame, ou les esters d'acides gras synthétiques, tels que l'oléate d'éthyle ou les triglycérides, ou les liposomes. Les suspensions d'injection aqueuses peuvent contenir des substances qui augmentent la viscosité de la suspension, telles que la carboxyméthylcellulose de sodium, le sorbitol ou le dextrane. De manière optionnelle, la suspension peut également contenir des stabilisants ou agents appropriés qui augmentent la solubilité des compositions pour permettre la préparation de solutions fortement concentrées. En variante, les compositions actives peuvent être sous forme de poudres pour constituer un véhicule approprié, par exemple de l'eau stérile apyrogène, avant utilisation.
De manière encore plus avantageuse, la composition pharmaceutique ou la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon la présente invention peut être administrée à un patient par voie trans-artérielle. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition pharmaceutique ou la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon la présente invention est sous une forme adaptée pour son administration par voie trans- artérielle. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, les cellules souches humaines génétiquement modifiées selon la présente invention représentent à raison de 0,5 à 98% en poids, voire plus, du poids total de la composition pharmaceutique considérée.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, la composition pharmaceutique selon l'invention comprend uniquement les cellules souches humaines génétiquement modifiées telles que définies ci-dessus, en tant que principe actif unique.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode de traitement préventif du cancer et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées, comprenant l'administration au patient de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tel que défini précédemment.
Au sens de la présente invention, le terme « prévention » ou « prophylaxie » ou « traitement préventif » ou « traitement prophylactique » comprend un traitement conduisant à la prévention d’une maladie ainsi qu’un traitement réduisant et/ou retardant l’incidence d’une maladie ou le risque de survenue de la maladie.
Selon la présente invention, la cellule souche humaine génétiquement modifiée est particulièrement efficace pour empêcher les récidives et l’apparition de nouvelles métastases, en provoquant une réponse immunitaire anti-tumorale forte, induisant ainsi un effet protecteur contre les récidives et les métastases.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne une méthode de traitement préventif du cancer et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées, comprenant l'administration au patient de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tel que défini précédemment et un second principe actif tel que défini précédemment.
Avantageusement, le cancer est un cancer à tumeurs solides. Par « tumeur solide » au sens de la présente invention, on entend un carcinome ou un sarcome. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le cancer est un cancer choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro intestinales (GIST) et le sarcome de l’os ; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative. Avantageusement, le cancer est une tumeur solide, en particulier un carcinome hépatocellulaire, et/ou les récidives de cancer et/ou des métastases associées.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne une méthode de traitement préventif du carcinome hépatocellulaire, comprenant l'administration au patient de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tels que définis précédemment.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne une méthode de traitement préventif du carcinome hépatocellulaire, comprenant l'administration au patient de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tels que définis précédemment et un second principe actif tel que défini précédemment.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif dans la fabrication d'un médicament destiné à la prévention du cancer et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées.
Avantageusement, le cancer est un cancer à tumeurs solides. Par « tumeur solide » au sens de la présente invention, on entend un carcinome ou un sarcome. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le cancer est un cancer choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro intestinales (GIST) et le sarcome de l’os ; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative. Avantageusement, le cancer est une tumeur solide, en particulier un carcinome hépatocellulaire et/ou des métastases associées.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif dans la fabrication d'un médicament destiné à la prévention des tumeurs solides, et en particulier des carcinomes hépatocellulaires, et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode de traitement curatif du cancer et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées chez des patients nécessitants une administration, comprenant l'administration auxdits patients de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tels que définis précédemment.
Au sens de la présente invention, le terme « traitement » ou « traitement curatif » est défini comme un traitement conduisant à une guérison ou un traitement qui allège, améliore et/ou élimine, réduit et/ou stabilise les symptômes d'une maladie ou la souffrance qu'elle provoque.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode de traitement curatif du cancer et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées chez des patients nécessitants une administration, comprenant l'administration auxdits patients de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tels que définis précédemment et un second principe actif tel que défini précédemment.
Avantageusement, le cancer est un cancer à tumeurs solides. Par « tumeur solide » au sens de la présente invention, on entend un carcinome ou un sarcome. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le cancer est un cancer choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro intestinales (GIST) et le sarcome de l’os ; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative. Avantageusement, le cancer est une tumeur solide, en particulier un carcinome hépatocellulaire, et/ou les récidives de cancer et/ou des métastases associées.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode de traitement curatif d’une tumeur solide, avantageusement des carcinomes hépatocellulaires, et/ou des récidives de cancer et/ou les métastases associées, chez des patients nécessitants une administration, comprenant l'administration auxdits patients de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tels que définis précédemment.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode de traitement curatif d’une tumeur solide, avantageusement des carcinomes hépatocellulaires, et/ou des récidives de cancer et/ou les métastases associées, chez des patients nécessitants une administration, comprenant l'administration auxdits patients de cellules souches humaines génétiquement modifiées ou d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable tel que défini précédemment et un second principe actif tel que défini précédemment. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif dans la fabrication d'un médicament destiné au traitement du cancer et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées.
Avantageusement, le cancer est un cancer à tumeurs solides. Par « tumeur solide » au sens de la présente invention, on entend un carcinome ou un sarcome. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le cancer est un cancer choisi parmi : les cancers touchant le système nerveux central, tels que les astrocytomes et les gliomes ; les cancers des voies aérodigestives supérieures (ORL), tels que le cancer des lèvres, le cancer de la cavité buccale, le cancer de l’oropharynx et le cancer du nasopharynx ; les cancers des glandes endocrines, tels que le cancer de la thyroïde, le cancer des glandes surrénales et les tumeurs neuroendocrines extra-digestives et pulmonaires ; les cancers des glandes exocrines, tels que le cancer du sein et le cancer du pancréas ; les cancers touchant le thorax, tels que le cancer de la plèvre et le cancer du poumon ; les cancers digestifs, tels que le cancer de l’œsophage, le cancer de l’estomac, le cancer de l’intestin grêle, le cancer du côlon et le cancer du rectum et/ou du canal anal ; les cancers génitaux, tels que le cancer de la prostate, le cancer du col de l’utérus, le cancer de l’endomètre, le cancer du vagin et le cancer de la vulve ; les cancers urinaires, tels que le cancer du rein et le cancer de la vessie ; les sarcomes, tels que le sarcome des tissus mous, les tumeurs stromales gastro intestinales (GIST) et le sarcome de l’os; les cancers de la peau, tel que le mélanome, les cancers hépatobiliaires, tels que le carcinome hépatocellulaire et le cholangiocarcinome, la liste n’étant pas limitative.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition pharmaceutique comprenant une quantité thérapeutiquement efficace de cellules souches humaines génétiquement modifiées en tant que principe actif dans la fabrication d'un médicament destiné au traitement des tumeurs solides, et en particulier des carcinomes hépatocellulaires, et/ou des récidives de cancer et/ou des métastases associées. FIGURES
[Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique de l’acide nucléique comprenant l’acide nucléique vectorisé (SEQ ID NO.8).
[Fig. 2] La figure 2 représente la détermination de I IC50 des cellules TC1 , après transfert des surnageants des cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC), des cellules souches mésenchymateuses humaines ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (hMSC*), des clones 3, 4 et 10, lesdites cellules ayant été préalablement traitées pendant 24h avec des concentrations croissantes de cyclophosphamide (CPA).
[Fig. 3] La figure 3 représente l’exposition de la calréticuline (CRT) à la surface des cellules TC1 traitées pendant 24h avec les surnageants des cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC), des cellules TC1 ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (TC1 CYP2B6*), des cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) et cellules souches mésenchymateuses murines (mMSC) ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (mMSC-CYP2B6*), lesdites cellules ayant été préalablement traitées pendant 24h avec une dose de 250 mM de cyclophosphamide (CPA).
[Fig. 4] La figure 4 représente la quantification par FACS de la population de TC1 mourantes traitées pendant 48h avec les surnageants des cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC), des cellules TC1 ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (TC1 CYP2B6*), des cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) et cellules souches mésenchymateuses murines ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (mMSC-CYP2B6*), lesdites cellules ayant été préalablement traitées pendant 24h avec une dose de 250 mM de cyclophosphamide (CPA).
[Fig. 5] La figure 5 représente la quantification par ELISA de la concentration en HMGB1 relarguée par les cellules TC1 mourantes traitées pendant 48h avec les surnageants des cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC), des cellules TC1 ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (TC1 CYP2B6*), des cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) et cellules souches mésenchymateuses murines ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (mMSC- CYP2B6*), lesdites cellules ayant été préalablement traitées pendant 24h avec une dose de 250 mM de cyclophosphamide (CPA).
[Fig. 6] La figure 6 représente l’augmentation du ratio des cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) traitées avec une dose de 250mM de cyclophosphamide (CPA) sur six lignées cellulaires différentes Huh7, SNU398, SNU 387, SNU 878, MHCC97H et PLC/PRF/5. EXEMPLES
Exemple 1 : Procédé d’obtention des cellules souches humaines selon l’invention
Les cellules utilisées sont des cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC) vendues par PromoCell, issues de tissu adipeux et cultivées dans un milieu spécial vendu par le fabricant, le Mesenchymal Stem Cell Growth Medium 2, contenant seulement 2% de Sérum de Veau Foetal (SVF). A J-1 de la transduction, les hMSC sont décollées avec de l’accutase (StemPro® Accutase®, GIBCO), un produit moins stringent que la trypsine et ensemencées à 7,5.104 cellules dans différents puits d’une plaque 6 puits (9,6 cm2).
Le jour J, les cellules sont transduites avec 50 particules lentivirales exprimant l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion par cellule (50 MOI). La dilution des particules lentivirales se fait dans un volume de milieu de culture, PromoCell Growth Medium 2, de 800 pL par puits. Les cellules sont ensuite incubées à 37°C. Après de 4 heures, 1 ,2 mL de milieu (PromoCell Growth Medium 2) est ajouté dans chaque puits. L’arrêt de la transduction se fait à J+1 , en enlevant le milieu contenant les lentivirus et en rinçant au PBS. Puis, 2 mL de milieu sont ajoutés dans chaque puits. Selon la vitesse de croissance des cellules transduites, celles-ci sont récupérées et transférées en T75 (flasque de 75 cm2) soit à J+2 ou J+3. Une fois amplifiées, les cellules sont alors marquées avec l’Anticorps anti- CD34 et triées au FACS.
Exemple 2 : Détermination du nombre de copies de l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion intégré dans les cellules souches humaines selon l’invention
Les cellules transduites possèdent un marquage CD34 à la surface plus ou moins important permettant la discrimination des cellules contenant l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion ou non. Les cellules mortes sont visualisées grâce à l’iodure de propidium (PI) et exclues. Un pool de cellules transduites a été créé à partir d’une fluorescence minimale de 2 x 103 « Arbitrary Unit » (A. U.) de CD34 correspondant à environ 5% des cellules totales tandis qu’une sélection plus stringente à partir de 104 A.U de CD34, correspondant à environ 3% des cellules, a été effectuée pour obtenir un clone en ensemençant ces cellules à raison d’une cellule par puits (plaque de 96 puits).
À partir du pool de cellules transduites, 5 plaques de 96 puits (P96P) ont été ensemencées pour isoler des clones (1 cellule par puits), et en les cultivant pour trois plaques avec le milieu des hMSC et pour deux plaques avec du milieu conditionné par des hMSC. Ce milieu conditionné est en fait un mélange 1/1 de milieu frais et de milieu ayant été en contact avec des hMSC en prolifération.
Parallèlement à cette vérification, un test cytotoxique utilisant le 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)- 5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium (MTS) a été réalisé. Ce test consiste à mesurer la viabilité cellulaire en présence de CPA. Le MTS est réduit par les mitochondries des cellules viables en un produit soluble et coloré, le formazan. La mesure de l’absorbance à 490 nm permet une estimation, par rapport à un puits contrôle, de l’effet cytotoxique du CPA.
Le pool et chacun des clones ont été incubés pendant 72h avec des doses croissantes de CPA afin d’identifier les clones sensibles. Ce test a permis de montrer que le pool était bien sensible au CPA (IC50= 2mM), d’identifier 2 clones sensibles au CPA (clone 3, IC50= 300mM ; clone 10, IC50=450pM) alors que tous les autres ne l’étaient pas. Nous avions vérifié, au préalable, que les hMSC naïves n’étaient pas sensibles au CPA.
Un autre clone, le clone 4 avait sélectionné (IC50 >3 mM) pour comprendre pourquoi les cellules exprimaient du CD34 à leur surface mais n’étaient pas sensibles au CPA. Nous avons analysé par « Polymérase Chain Reaction » (PCR) digitale, les hMSC, hMSC* (hMSC ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion), le clone 3 (C3) le clone 4 (C4) et le clone 10 (C10) afin de déterminer le nombre de copies du gène inséré. En effet, la PCR digitale a été optimisée afin de de pouvoir détecter l’ADN tumoral circulant. Son principe repose sur la génération d’une multitude de gouttes contenant au maximum une molécule d’ADN avec une distribution statistique suivant la loi de Poisson. Chaque goutte contenant de l’ADN va alors subir une PCR, avec 2 couples d’amorces et 2 sondes Taqman™. La première sonde va reconnaître une référence interne, en l’occurrence la ribonucléase P (ou « RNase P ») chez l’Homme, couplée au fluorochrome VIC® « 2'-chloro-7'phenyl-1 ,4- dichloro-6-carboxyfluorescéine ». La seconde sonde, spécialement désignée pour notre gène suicide, est couplée au fluorochrome FAM™ « 6-carboxyfluorescéine ». Ces 2 fluorochromes vont être inhibés dans leurs sondes par le (tétraméthylrhodamine) TAMRA™ quencher. Ainsi, les résultats de l’expérience peuvent être catégorisés selon 3 possibilités :
Une goutte sans ADN, ou avec un ADN qui ne possède pas de séquence cible, sera une goutte considérée vide ; ou
Une goutte contenant une séquence cible va alors être détectée comme FAM positive ou VIC positive ; ou
Une goutte contenant les 2 séquences cibles sera alors détectée comme FAM et VIC positive avec un mélange de couleur des 2 Les gouttes VIC positives vont déterminer le nombre de copies de la référence interne de l’échantillon permettant de transformer une quantité d’ADN théorique en nombre de molécules d’ADN réel. Le rapport des gouttes FAM positives sur les gouttes VIC positives permettra alors de déterminer le nombre copies en le multipliant par 2. En effet, la référence interne contenant 2 copies du gène par génome.
Cette analyse nous a permis de détecter une seule copie de notre transgène dans les 3 différents clones C3, C4 et C10 mais également dans le pool de cellules transduites.
Dans le but de tester ces clones, de nouveaux tests MTS, où cette fois-ci, les clones humains sont traités 24h avec des concentrations croissantes de CPA ont été réalisés. Le surnageant est alors prélevé et transféré sur des cellules TC1. Les cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC) et le clone 4 possèdent une IC50 > 3 mM de CPA, la dose maximum testée, tandis qu’un IC50 d’environ 500, 150 et 200 mM correspond aux hMSC*, au clone 3 et au clone 10 respectivement (voir Figure 2).
Exemple 3: Détermination du site d’insertion de l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion
Les clones 3, 4 et 10 ont été séquencés, afin de découvrir le site d’insertion exact de l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion dans ces clones.
Cette insertion a eu lieu dans le chromosome 11 pour le clone 4 mais avec une délétion de 490 nucléotides au milieu de l’acide nucléique exogène, expliquant ainsi pourquoi ce clone n’était pas du tout sensible au CPA. En plus d’une IC50 légèrement supérieure au clone 3, le clone 10 a montré une fragilité à bien proliférer dans le temps et une évolution morphologique des cellules. Le séquençage a révélé une insertion de l’acide nucléique exogène dans le chromosome 6 du clone 10. Cette zone d’insertion est sujette à de nombreux remaniements chromosomiques expliquant sûrement la difficulté des cellules à proliférer dans le temps. Le clone 3 possède une insertion de l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion dans le gène ZZEFi (« Zinc Finger ZZ-Type And EF-Hand Domain Containing 1 ») du chromosome 17.
Suite à ces résultats, le clone 3 a été sélectionné afin de continuer les tests in vitro. Nous avons alors comparé les cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSC), les cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) (clone 3), les cellules souches mésenchymateuses murines (mMSC) ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (mMSC-CYP2B6*), et les cellules tumorales TC1 ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (TC1-CYP2B6*). La présence d’une copie du l’acide nucléique exogène codant pour la protéine de fusion a été vérifiée par PCR digitale, au sein des TC1-CYP2B6* et un rapport des IC50 a été établi afin d’avoir une comparaison au plus juste.
Sur la base de l’ICD, les 3 profils moléculaires associés à un dommage (DAMPs ou Damage Associated Molecular Pattern) majeurs ont été testés. L’exposition à la calréticuline (CRT) a été mesurée par FACS 24h après le transfert sur des TC1 du surnageant de cellules souches mésenchymateuses préalablement traitées 24h avec la dose de 250 mM de CPA. Le surnageant des cellules souches mésenchymateuses humaines ou des cellules souches mésenchymateuses murines, traitées au CPA induisent la translocation de CRT à la surface des cellules tumorales (voir Figure 3).
Les cellules TC1 ont ensuite été mises en contact 48h avec du surnageant des cellules préalablement traitées 24h avec la dose de 250 mM de CPA. Les cellules TC1 sont récupérées et marquées à la quinacrine afin de visualiser GATR intracellulaire. Les « cellules mourantes » possèdent des taux d’ATP intracellulaire très faibles et cette diminution correspond au relargage de GATR lors de la mort immunogénique des cellules (ICD ou Immunogenic cell death). Les différentes populations de cellules mourantes retrouvées sont présentées dans la Figure 4.
Parallèlement, le surnageant est récupéré et testé grâce à un test ELISA pour détecter la quantité extracellulaire d’HMGBI (high mobility goup box1). La Figure 5 regroupe les résultats des différentes concentrations d’HMGBI selon le surnageant testé.
Les TC1-CYP2B6* ont montré un moins bon effet cytotoxique sur les TC1 que les hMSC- CYP2B6* ou les mMSC-CYP2B6*. Mais plus important encore, les TC1-CYP2B6* démontrent une efficacité moindre à déclencher la mort immunogénique des cellules tumorales, un point clef de notre stratégie. Si au niveau de la translocation de CRT, le traitement par le surnageant (SN) des TC1-CYP2B6* n’est que légèrement mais significativement (p < 0,05) inférieur aux surnageants des mMSC-CYP2B6* et des hMSC- CYP2B6*, le nombre des cellules mourantes comportant peu d’ATP est nettement inférieur
(p < 0,001).
En effet, les 3 DAMPs majeurs de l’ICD, sont moins bien détectés dans les TC1 , après incubation avec le surnageant des TC1-CYP2B6* qu’avec le surnageant des hMSC- CYP2B6* ou des mMSC-CYP2B6* possédant le gène. Ces résultats montrent ainsi que plus qu’une vectorisation, les cellules souches mésenchymateuses offrent un vrai avantage cytotoxique direct et potentialisent le déclenchement du système immunitaire. Exemple 4 : Évaluation de l’effet cytotoxique des cellules souches humaines selon l’invention sur des cellules de carcinomes hépatocellulaires
Des tests cytotoxiques utilisant le 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2- (4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium (MTS) ont été réalisés sur le surnageant des hMSC, des hMSC*, des mMSC et des mMSC-CYP2B6* obtenues à partir de 6 lignées cellulaires différentes (Huh7, SNU398, SNU 387, SNU 878, MHCC97H et PLC/PRF/5). Toutes les IC50 des mMSC et hMSC sans le gène codant pour la protéine de fusion se sont retrouvées supérieures à 3 mM de cyclophosphamide (CPA) pour les 6 lignées. Les différentes IC50 des cellules souches mésenchymateuses murines ayant intégré le gène codant pour la protéine de fusion (mMSC-CYP2B6*) et des cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) envers les lignées sont répertoriées dans la Figure 6. Toutes les lignées sont sensibles au surnageant des mMSC-CYP2B6* alors que le clone hMSC-CYP2B6* semble avoir des difficultés à déclencher un effet cytotoxique sur les lignées SNU387 et PLC/PRF/5. Pour chaque lignée, les mMSC-CYP2B6* démontrent une IC50 plus faible que les hMSC-CYP2B6*. Cette différence systématique peut s’expliquer par le nombre de copies intégrées dans le génome cible. En effet, contrairement aux hMSC- CYP2B6* qui ne possèdent qu’une copie du gène, les mMSC-CYP2B6* en contiennent 4.
Afin de compenser cet écart, nous avons augmenté le nombre de cellules souches humaines génétiquement modifiées selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) par rapport aux cellules tumorales pour accroître artificiellement le nombre de copies même si cette logique ne permet pas une comparaison parfaite. En effet, un plus grand nombre de CYP2B6* à l’intérieur d’une seule cellule ne correspond pas au même nombre de CYP2B6* dispersé dans plusieurs cellules. Un plus grand nombre de cellules traitées peut également influencer l’effet cytotoxique.
Néanmoins, nous avons réalisé de nouveaux tests MTS avec une dose de cyclophosphamide (CPA) fixe de 250 mM avec des quantités croissantes de cellules (1 , 2, 3 et 4 fois plus de cellules que les mMSC-CYP2B6*).
Ce nouveau test a permis de mettre en évidence que les surnageants des cellules selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) provoquaient un effet cytotoxique sur toutes les lignées. La quantité croissante de cellules selon l’invention (hMSC-CYP2B6*) mène à un effet de plus en plus puissant. La multiplication par 4 permet d’être sensiblement au même niveau que les mMSC-CYP2B6*.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cellule souche humaine génétiquement modifiée, dans laquelle ladite cellule souche humaine comprend un acide nucléique exogène comprenant une région codant pour une protéine de fusion comprenant une protéine cytochrome P450 2B6 humaine mutante (CYP2B6*) de SEQ ID No.1 ou un variant ou un fragment de celle-ci, ledit variant ou fragment ayant au moins 80% d’identité avec la séquence d’acides aminés SEQ ID No.1 et comprenant les résidus 114V, 199M et 477W tels que représentés dans la séquence d’acides aminés SEQ ID No.1 ; et une protéine NADPH-cytochrome P450 réductase de SEQ ID No.2 ou un variant ou un fragment de celle-ci, ledit variant ou fragment ayant au moins 80% d’identité avec la séquence d’acides aminés SEQ ID No.2, liée de manière fonctionnelle à un promoteur, ledit acide nucléique exogène ayant été inséré dans l’intron situé entre l’exon 3 et l’exon 4 du gène ZZEF1 au site 4115336 sur le chromosome 17 de ladite cellule souche humaine, et caractérisée en ce que ladite cellule souche humaine génétiquement modifiée n’étant pas une cellule souche humaine embryonnaire.
2. Cellule souche humaine génétiquement modifiée selon la revendication 1 , dans laquelle ladite cellule souche humaine est choisie parmi les cellules souches mésenchymateuses (MSC), les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) et les cellules souches mésenchymateuses induites (iMSC).
3. Cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle le promoteur est un promoteur constitutif, de préférence le promoteur EF1-a.
4. Cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ledit acide nucléique exogène comprend en outre un gène marqueur de sélection.
5. Cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la cellule souche humaine a été obtenue par transduction rétrovirale avec un vecteur viral comprenant l’acide nucléique exogène.
6. Procédé d’obtention et de sélection de cellules souches génétiquement modifiées selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : a) transduction des cellules souches humaines avec un vecteur viral comprenant l’acide nucléique exogène, ledit acide nucléique exogène comprenant un gène marqueur de sélection, b) mise en culture des cellules souches humaines génétiquement modifiées de l’étape a) dans un milieu de culture prédéfini, c) sélection les cellules souches humaines génétiquement modifiées exprimant le gène marqueur de sélection à leur surface membranaire.
7. Composition pharmaceutique comprenant la cellule souche humaine génétiquement modifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comme principe actif et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable.
8. Composition pharmaceutique selon la revendication 7, comprenant en outre au moins un second principe actif.
9. Composition pharmaceutique selon la revendication 8, dans laquelle le second principe actif est un agent anti-cancéreux.
10. Composition pharmaceutique selon l’une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisée en ce qu’elle est sous une forme adaptée pour son administration par voie trans-artérielle.
11 . Composition pharmaceutique selon l’une quelconque des revendications 7 à 10 pour son utilisation dans la prévention et/ou le traitement du cancer et/ou des métastases associées, de préférence des tumeurs solides, de préférence les carcinomes hépatocellulaires, et/ou les récidives de cancer et/ou des métastases associées.
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EP2705052B1 (fr) * 2011-05-05 2017-11-15 Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale (INSERM) Protéines 2b6 mutantes du cytochrome p450 et utilisations associées

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