Mesenchymal stromal cells in clinical practice : evaluation and control of the heterogeneity ofprocess an applications

Depuis leur première utilisation clinique en 2001 dans l’ostéogénèse imparfaite, l’engouement pour le recours aux cellules stromales mésenchymateuses (MSC) comme approche thérapeutique dans le traitement des désordres dysimmunitaires, en médecine régénératrice et plus récemment dans la prise en charge de patients atteints d’une infection à coronavirus (COVID19) ne cesse d’augmenter. Cependant, des résultats contradictoires dus à la variabilité des procédés de production, à la diversité des patients inclus et des pathologies ciblées perturbent le développement de cette approche thérapeutique. De plus, l’hétérogénéité des MSC elles-mêmes rend difficile leur caractérisation fonctionnelle. Par ailleurs, la phase d’amplification en culture n’est pas associée à un risque de transformation mais peut entraîner une entrée en sénescence qui peut impacter leurs propriétés. Initialement, leur efficacité a été attribuée à leur capacité de différenciation, il est maintenant avéré que c’est leur pouvoir immunorégulateur qui. Dans ce travail, nous avons étudié plusieurs facteurs de variabilité qui jouent un rôle dans l’efficacité thérapeutique des MSC. Tout d’abord, nous avons validé que l’origine tissulaire des MSC impacte fortement leurs propriétés : les MSC dérivées du tissu adipeux ont des fonctions immunorégulatrices plus intéressantes que les MSC dérivées de la moelle osseuse pour leur utilisation thérapeutique. Par ailleurs, nous avons démontré que la capacité à inhiber les lymphocytes T diminue lorsque les MSC entrent en sénescence réplicative en raison d’une augmentation de la dégradation de l’enzyme indoléamine 2,3-dioxygénase par le protéasome. Enfin, nous avons montré que dans un contexte inflammatoire, l’interaction des MSC avec les lymphocytes T CD4 via CD40/CD40L entraîne le recrutement des polynucléaires neutrophiles de façon IL8 dépendante. Ainsi, la source tissulaire, l’amplification en culture et la capacité des MSC à interagir avec les cellules immunitaires sont des paramètres qu’il est important d’évaluer grâce à la mise en place de tests de validation afin d’améliorer l’efficacité des études cliniques.Since 2001 their use in osteogenesis imperfecta, the craze for mesenchymal stromal cells (MSC) as therapeutic approach in the treatment of immune diseases, in regenerative medicine and more recently in caring coronavirus infected patients (COVID19) is increasing. However, conflicting results due to the variability of production processes, the diversity of included patients and pathologies targeted disrupted the development of this therapeutic approach. Moreover, the cells heterogeneity complicates their functional characterization. In addition, if in vitro amplification is not associated with transformation risk it may lead to senescence possibly impacting their properties. Initially, their effectiveness was attributed to their potential of differentiation, but it has now been confirmed that it comes from their immunoregulatory capacity. In this work, we investigated several factors of variability involved in the therapeutic efficacy of MSC. First, we highlighted an imprinting of tissue source on MSC immune properties: MSC derived from adipose tissue have more interesting immunoregulatory functions than MSC derived from bone marrow regarding their therapeutic use. Furthermore, we have shown that MSC inhibit less efficiency T cell proliferation after reaching senescence due to increased proteasomal degradation of the enzyme indolamine 2,3-dioxygenase. Finally, we have shown that in inflammatory context, the interaction of MSC with CD4 T lymphocytes via CD40/CD40L induces IL8- dependant recruitment of neutrophils. Thus, the tissue source, the in vitro amplification and the capacity of MSC to interact with immune cells are very important parameters we have to evalute throught potency assay to improve efficiency of clinical studies

Cellules stromales mésenchymateuses en pratique clinique : évaluation et maîtrise de l'hétérogénéité des procédés et des applications

Since 2001 their use in osteogenesis imperfecta, the craze for mesenchymal stromal cells (MSC) as therapeutic approach in the treatment of immune diseases, in regenerative medicine and more recently in caring coronavirus infected patients (COVID19) is increasing. However, conflicting results due to the variability of production processes, the diversity of included patients and pathologies targeted disrupted the development of this therapeutic approach. Moreover, the cells heterogeneity complicates their functional characterization. In addition, if in vitro amplification is not associated with transformation risk it may lead to senescence possibly impacting their properties. Initially, their effectiveness was attributed to their potential of differentiation, but it has now been confirmed that it comes from their immunoregulatory capacity. In this work, we investigated several factors of variability involved in the therapeutic efficacy of MSC. First, we highlighted an imprinting of tissue source on MSC immune properties: MSC derived from adipose tissue have more interesting immunoregulatory functions than MSC derived from bone marrow regarding their therapeutic use. Furthermore, we have shown that MSC inhibit less efficiency T cell proliferation after reaching senescence due to increased proteasomal degradation of the enzyme indolamine 2,3-dioxygenase. Finally, we have shown that in inflammatory context, the interaction of MSC with CD4 T lymphocytes via CD40/CD40L induces IL8- dependant recruitment of neutrophils. Thus, the tissue source, the in vitro amplification and the capacity of MSC to interact with immune cells are very important parameters we have to evalute throught potency assay to improve efficiency of clinical studies.Depuis leur première utilisation clinique en 2001 dans l’ostéogénèse imparfaite, l’engouement pour le recours aux cellules stromales mésenchymateuses (MSC) comme approche thérapeutique dans le traitement des désordres dysimmunitaires, en médecine régénératrice et plus récemment dans la prise en charge de patients atteints d’une infection à coronavirus (COVID19) ne cesse d’augmenter. Cependant, des résultats contradictoires dus à la variabilité des procédés de production, à la diversité des patients inclus et des pathologies ciblées perturbent le développement de cette approche thérapeutique. De plus, l’hétérogénéité des MSC elles-mêmes rend difficile leur caractérisation fonctionnelle. Par ailleurs, la phase d’amplification en culture n’est pas associée à un risque de transformation mais peut entraîner une entrée en sénescence qui peut impacter leurs propriétés. Initialement, leur efficacité a été attribuée à leur capacité de différenciation, il est maintenant avéré que c’est leur pouvoir immunorégulateur qui. Dans ce travail, nous avons étudié plusieurs facteurs de variabilité qui jouent un rôle dans l’efficacité thérapeutique des MSC. Tout d’abord, nous avons validé que l’origine tissulaire des MSC impacte fortement leurs propriétés : les MSC dérivées du tissu adipeux ont des fonctions immunorégulatrices plus intéressantes que les MSC dérivées de la moelle osseuse pour leur utilisation thérapeutique. Par ailleurs, nous avons démontré que la capacité à inhiber les lymphocytes T diminue lorsque les MSC entrent en sénescence réplicative en raison d’une augmentation de la dégradation de l’enzyme indoléamine 2,3-dioxygénase par le protéasome. Enfin, nous avons montré que dans un contexte inflammatoire, l’interaction des MSC avec les lymphocytes T CD4 via CD40/CD40L entraîne le recrutement des polynucléaires neutrophiles de façon IL8 dépendante. Ainsi, la source tissulaire, l’amplification en culture et la capacité des MSC à interagir avec les cellules immunitaires sont des paramètres qu’il est important d’évaluer grâce à la mise en place de tests de validation afin d’améliorer l’efficacité des études cliniques

Cellules stromales mésenchymateuses en pratique clinique : évaluation et maîtrise de l'hétérogénéité des procédés et des applications

Since 2001 their use in osteogenesis imperfecta, the craze for mesenchymal stromal cells (MSC) as therapeutic approach in the treatment of immune diseases, in regenerative medicine and more recently in caring coronavirus infected patients (COVID19) is increasing. However, conflicting results due to the variability of production processes, the diversity of included patients and pathologies targeted disrupted the development of this therapeutic approach. Moreover, the cells heterogeneity complicates their functional characterization. In addition, if in vitro amplification is not associated with transformation risk it may lead to senescence possibly impacting their properties. Initially, their effectiveness was attributed to their potential of differentiation, but it has now been confirmed that it comes from their immunoregulatory capacity. In this work, we investigated several factors of variability involved in the therapeutic efficacy of MSC. First, we highlighted an imprinting of tissue source on MSC immune properties: MSC derived from adipose tissue have more interesting immunoregulatory functions than MSC derived from bone marrow regarding their therapeutic use. Furthermore, we have shown that MSC inhibit less efficiency T cell proliferation after reaching senescence due to increased proteasomal degradation of the enzyme indolamine 2,3-dioxygenase. Finally, we have shown that in inflammatory context, the interaction of MSC with CD4 T lymphocytes via CD40/CD40L induces IL8- dependant recruitment of neutrophils. Thus, the tissue source, the in vitro amplification and the capacity of MSC to interact with immune cells are very important parameters we have to evalute throught potency assay to improve efficiency of clinical studies.Depuis leur première utilisation clinique en 2001 dans l’ostéogénèse imparfaite, l’engouement pour le recours aux cellules stromales mésenchymateuses (MSC) comme approche thérapeutique dans le traitement des désordres dysimmunitaires, en médecine régénératrice et plus récemment dans la prise en charge de patients atteints d’une infection à coronavirus (COVID19) ne cesse d’augmenter. Cependant, des résultats contradictoires dus à la variabilité des procédés de production, à la diversité des patients inclus et des pathologies ciblées perturbent le développement de cette approche thérapeutique. De plus, l’hétérogénéité des MSC elles-mêmes rend difficile leur caractérisation fonctionnelle. Par ailleurs, la phase d’amplification en culture n’est pas associée à un risque de transformation mais peut entraîner une entrée en sénescence qui peut impacter leurs propriétés. Initialement, leur efficacité a été attribuée à leur capacité de différenciation, il est maintenant avéré que c’est leur pouvoir immunorégulateur qui. Dans ce travail, nous avons étudié plusieurs facteurs de variabilité qui jouent un rôle dans l’efficacité thérapeutique des MSC. Tout d’abord, nous avons validé que l’origine tissulaire des MSC impacte fortement leurs propriétés : les MSC dérivées du tissu adipeux ont des fonctions immunorégulatrices plus intéressantes que les MSC dérivées de la moelle osseuse pour leur utilisation thérapeutique. Par ailleurs, nous avons démontré que la capacité à inhiber les lymphocytes T diminue lorsque les MSC entrent en sénescence réplicative en raison d’une augmentation de la dégradation de l’enzyme indoléamine 2,3-dioxygénase par le protéasome. Enfin, nous avons montré que dans un contexte inflammatoire, l’interaction des MSC avec les lymphocytes T CD4 via CD40/CD40L entraîne le recrutement des polynucléaires neutrophiles de façon IL8 dépendante. Ainsi, la source tissulaire, l’amplification en culture et la capacité des MSC à interagir avec les cellules immunitaires sont des paramètres qu’il est important d’évaluer grâce à la mise en place de tests de validation afin d’améliorer l’efficacité des études cliniques

Regulatory B Cells Contribute to the Clinical Response After Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stromal Cell Infusion in Patients With Systemic Sclerosis

International audiencecenter dot Initial overexpression of profibrotic factors by B cells is associated with a lack of clinical response to mesenchymal stromal cells (MSCs) in patients with severe systemic sclerosis (SSc). center dot Increase of regulatory B cells is a marker of clinical response to MSCs in SSc patients. center dot MSCs directly upregulate IL-10 production by activated B cells in vitro. Mesenchymal stromal cells (MSCs) have recently emerged as an interesting therapeutic approach for patients with progressive systemic sclerosis (SSc), a rare and life-threatening orphan autoimmune disease. Whereas MSC immunomodulatory potential is considered as a central mechanism for their clinical benefit, very few data are available on the impact of MSCs on immune cell subsets in vivo. In the current extended study of a phase I/II clinical trial exploring the injection of a single dose of allogeneic bone marrow-MSCs (alloBM-MSCs) in patients with severe SSc (NCT02213705), we performed a longitudinal in-depth characterization of circulating immune cells in 19 MSC-treated patients, including 14 responders and 5 non-responders. By a combination of flow cytometry and transcriptomic analyses, we highlighted an increase in circulating CD24(hi)CD27(pos)CD38(lo/neg) memory B cells, the main IL-10-producing regulatory B cell (Breg) subset, and an upregulation of IL10 expression in ex-vivo purified B cells, specifically in responder patients, early after the alloBM-MSC infusion. In addition, a deeper alteration of the B-cell compartment before alloBM-MSC treatment, including a higher expression of profibrotic cytokines IL6 and TGF beta by sorted B cells was associated with a non-responder clinical status. Finally, BM-MSCs were able to directly upregulate IL-10 production in activated B cells in vitro. These data suggest that cytokine-producing B cells, in particular Breg, are pivotal effectors of BM-MSC therapeutic activity in SSc. Their quantification as activity biomarkers in MSC potency assays and patient selection criteria may be considered to reach optimal clinical benefit when designing MSC-based clinical trials

Sub-Cutaneous Administration of Rituximab Triggers a Pro-Phagocytic Phenotype of Monocytic Compartment in LowTumor Burden Follicular Lymphoma Patients Included in the Flirt Clinical Trial, a Lysa Study

International audienc

Functional alteration of the lymphoma stromal cell niche by the cytokine context: role of indoleamine-2,3 dioxygenase.

International audienceHuman mesenchymal stem cells (MSC) strongly repress activated T-cell proliferation through the production of a complex set of soluble factors, including the tryptophan-catabolizing enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), which is induced by IFN-gamma. Conversely, MSCs support survival of follicular lymphoma (FL) B cells, in particular after exposure to tumor necrosis factor-alpha (TNF) and lymphotoxin-alpha1beta2 (LT). The role of MSCs on normal and malignant B-cell growth in steady-state and inflammatory conditions remains to be fully explored. We show here that resting MSCs sustain activated normal B-cell proliferation and survival, whereas IFN-gamma-conditioned MSCs mediate IDO-dependent B-cell growth arrest and apoptosis. IFN-gamma, TNF, and LT are significantly overexpressed by the microenvironment of invaded FL-lymph nodes, but their relative expression patterns are highly heterogeneous between samples. In vitro, IFN-gamma abrogates the B-cell supportive phenotype induced by TNF and LT on MSCs. Moreover, IFN-gamma overrules the growth promoting effect of MSCs on primary purified FL B cells. Altogether, these results underline the crucial role of the cytokine context in the local crosstalk between malignant cells and their microenvironment and provide new insights into our knowledge of the FL cell niche that emerges as a new promising target for innovative therapeutic strategies

Mesenchymal stromal cells orchestrate follicular lymphoma cell niche through the CCL2-dependent recruitment and polarization of monocytes.: CCL2 AND FOLLICULAR LYMPHOMA CELL NICHE

International audienceAccumulating evidence indicates that infiltrating stromal cells contribute directly and indirectly to tumor growth in a wide range of cancers. In follicular lymphoma (FL), malignant B cells are found admixed with heterogeneous lymphoid-like stromal cells within invaded lymph nodes and BM. In addition, mesenchymal stromal cells (MSCs) support in vitro FL B-cell survival, in particular after their engagement toward lymphoid differentiation. We show here that BM-MSCs obtained from patients with FL (FL-MSCs) display a specific gene expression profile compared with MSCs obtained from healthy age-matched donors (HD-MSCs). This FL-MSC signature is significantly enriched for genes associated with a lymphoid-like commitment. Interestingly, CCL2 could be detected at a high level within the FL-cell niche, is up-regulated in HD-MSCs by coculture with malignant B cells, and is overexpressed by FL-MSCs, in agreement with their capacity to recruit monocytes more efficiently than HD-MSCs. Moreover, FL-MSCs and macrophages cooperate to sustain malignant B-cell growth, whereas FL-MSCs drive monocyte differentiation toward a proangiogenic and lipopolysaccharide-unresponsive phenotype close to that of tumor-associated macrophages. Altogether, these results highlight the complex role of FL stromal cells that promote direct tumor B-cell growth and orchestrate FL-cell niche, thus emerging as a potential therapeutic target in this disease