Use of cell therapy with autologous tolerogenic dendritic cells in transplantation and inflammatory diseases

Diverses études, dont celles menées par l’équipe de MC CUTURI, ont montré l’efficacité de la thérapie cellulaire à l’aide de cellules dendritiques tolérogènes dans le contrôle du rejet de greffe chez le rongeur. L’originalité de nos travaux réside dans l’utilisation de cellules autologues, les ATDC (Autologous Tolerogenic Dendritic Cells). Dans l’optique de leur application clinique en transplantation rénale, les ATDC ont été générées chez des volontaires sains. Le premier objectif de ma thèse a été de valider le procédé de fabrication de grade clinique des ATDC humaines. De plus, ces travaux ont montré que les ATDC générées à partir de monocytes de patients atteints d’insuffisance rénale présentent les mêmes propriétés tolérogènes in vitro que celles issues de volontaires sains. Enfin, les ATDC humaines, à l’instar de leurs analogues murines, sont capables de réaliser une présentation croisée d’antigène. Le second objectif a été d’étudier le rôle du récepteur à la fractalkine, le CX3CR1, fortement exprimé par nos cellules. Mes résultats indiquent que l’absence de CX3CR1 ne modifie pas la génération des ATDC murines, ni leur survie, ou leur capacité de régulation des LT in vitro. Le troisième objectif de cette thèse a été d’élargir l’utilisation des ATDC murines à d’autres pathologies inflammatoires. Bien qu’elles ne semblent pas inhiber le développement de la colite, les ATDC protègent les souris de l’induction de l’asthme allergique. Ces résultats ont permis à l’équipe de réaliser le premier essai clinique de thérapie cellulaire à l’aide de TolDC en transplantation rénale. Cet essai de phase I/II permettra d’étudier l'innocuité et l'efficacité des ATDC puis potentiellement d’étendre l'utilisation clinique des ATDC, notamment chez des patients asthmatiques.Various studies, including those done by our team, have demonstrated the efficacy of cell therapy using tolerogenic dendritic cells in the control of rodent transplant rejection. The originality of our work comes from the use of autologous cells, ATDCs (Autologous Tolerogenic Dendritic Cells). In a purpose of their clinical application in renal transplantation, the ATDCs were generated in healthy volunteers. The first objective of my thesis was to validate the clinical grade manufacturing process of human ATDCs. Furthermore, this work has shown that ATDCs generated from monocytes in patients with renal insufficiency have the same in vitro tolerogenic properties as those from healthy volunteers. Finally, as in mice, human ATDCs are able to cross-present antigen. The second objective was to study the role of the fractalkine receptor, CX3CR1, strongly expressed by our cells. My results indicate that the absence of CX3CR1 does not alter the generation of murine ATDCs, nor their survival, nor their ability to regulate LTs in vitro. The third objective of this thesis was to broaden the use of murine ATDCs to other inflammatory pathologies. Although they do not seem to inhibit the development of colitis, ATDCs protect mice from the induction of allergic asthma. These results allowed the team to perform the first clinical trial of cell therapy using TolDC in renal transplantation. This phase I/II trial will investigate the safety and efficacy of ATDCs and potentially extend the clinical use of ATDCs, particularly in asthmatic patients

Comparison of tolerogenic dendritic cells used in clinic with other in vitro-derived myeloid cells by epigenetic and transcriptomic analyses

International audienc

Potentiel immunomodulateur des bactéries du lait maternel humain sur différents modèles cellulaires

International audienceBreastfeeding is recommended by the WHO for the first 6 months of life. Compared to infant formula (IF), human milk (HM) provides healthbenefits, including protection against intestinal and respiratory infections in early childhood and a lower risk of metabolic and immunediseases later in life. Discrepancies in health benefits are probably due to different nutritional and non-nutritional composition between IF andHM, the latter being more complex and richer in bioactive components.Our hypothesis is that HM health benefits come in part from the bacteria of the HM microbiota, which may promote the maturation of the immune system through their role on gut immune homeostasis. This study aimed to better understand the immunomodulatory role of HM bacteria. Bacteria were isolated from healthy breast milk and screened for their immunomodulatory potential on two different cellular models: PBMC (blood mononuclear cell) from 2 healthy donors and a multicellular model of intestinal epithelium enterocytes (Caco2), caliciform cells (HT 29-MTX), M cells (differentiated Caco2) and macrophages (THP-1).L'allaitement maternel est recommandé par l'OMS pour le nourrisson jusqu’à l’âge de 6 mois. Il apporte des bénéfices santé non retrouvés avec les préparations pour nourrissons. Notre hypothèse est que le microbiote du lait maternel humain (LH) participe aux bénéfices santé du LH en favorisant notamment la maturation du système immunitaire.Cette étude visait à mieux comprendre le rôle immunomodulateur des bactéries du LH. Des bactéries ont été isolées à partir de 28 échantillons de LH sains et leur potentiel immunomodulateur a été analysé sur deux modèles cellulaires (cellules immunitaires et un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal).1245 isolats répartis en 26 genres et 56 espèces ont été identifiés. La stimulation de la production de cytokines de 88 isolats, sélectionnés sur la base de leur prévalence et de leur abondance dans le LH, a été évaluée sur un modèle de cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC). Les isolats ont été répartis en 4 groupes selon la réponse cytokinique des PBMC. Les propriétés immunomodulatrices (réponses IL-10 et TNF-α) de 28 souches représentatives ont ensuite été évaluées sur un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal constitué d’entérocytes (Caco2), de cellules caliciformes (HT 29-MTX), de cellules M, et de macrophages (THP-1). Le potentiel immunomodulateur des bactéries du LH était spécifique de l'espèce et de la souche. Certains isolats avaient un profil anti-inflammatoire, tandis que d’autres combinaient à la fois un profil anti et pro-inflammatoire, ces 2 types de profil pouvant présenter un intérêt pour favoriser la maturation du système immunitaire du nourrisson. Aucune bactérie n'a montré d'effets délétères majeurs (impact sur la barrière, translocation bactérienne forte) sur les 2 modèles cellulaires. Les effets synergiques de ces bactéries assemblées dans des consortia vont être étudiés sur le modèle quadricellulaire avant de caractériser leur impact physiologique in vivo

Potentiel immunomodulateur des bactéries du lait maternel humain sur différents modèles cellulaires

Projet ProlificInternational audienceIntroduction et but de l’étudeL'allaitement maternel est recommandé par l'Organisation Mondiale de la Santé pendant les six premiers mois de vie du nourrisson. Il renforce notamment les défenses immunitaires de l’enfant et diminue les risques de maladies métaboliques et immunitaires à l'âge adulte. De nombreux composés bioactifs spécifiquement apportés par le lait humain (LH) participent à ces bénéfices santé en favorisant le développement du système immunitaire et de la barrière intestinale du nourrisson et l’implantation d’un microbiote bénéfique. Notre hypothèse est que le microbiotenaturel du LH contribue à la mise en place de l’homéostasie intestinale du nourrisson. L’objectif de cette étude est de caractériser in vitro le rôleimmunomodulateur des bactéries du LH en utilisant 2 modèles cellulaires : des cellules immunitaires et un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal.Matériel et MéthodesVingt-huit échantillons de LH ont été collectés chez des femmes en bonne santé, à environ 1 mois de lactation. 1264 isolats bactériens appartenant à 29 genres et 56 espèces différentes ont été identifiés. Un premier modèle de cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC) a été stimulé par 88 isolats sélectionnés sur la base de leur prévalence et de la représentativité des genres bactériens du microbiote du LH (en absence de toute infection). La réponse en IL-10 et TNF-α a permis de sélectionner 28 candidats d'intérêts dont les propriétés immunomodulatrices, la capacité de translocation et l‘impact sur la barrière ont été évalués avec un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal sur insert comportant un compartiment apical (dans lequel les bactéries sont déposées) constitué d’entérocytes (Caco2), de cellules caliciformes (HT 29-MTX) et de cellules M, et un compartiment basolatéral contenant des macrophages (THP-1 différenciés).Résultats et Analyses statistiquesLes profils cytokiniques obtenus avec les PBMC ont permis de classer les 88 isolats en 4 groupes en fonction de leur capacité à stimuler la sécrétion d'IL-10 (de 0 à 5532 pg/μL, médiane = 352 pg/μL) et/ou de TNF-α (de 12 à 24000 pg/μL, médiane = 3090 pg/μL) : anti-inflammatoire (20 isolats), pro-inflammatoire (10 isolats), immunostimulateur (49 isolats), et faiblement stimulateur (9 isolats). Parmi ceux-ci, 28 isolats avec des profils anti-flammatoires ou immunostimulateurs, susceptibles de stimuler le système immunitaire du nourrisson, ont été sélectionnés. Ces 28isolats montrent une faible capacité de translocation et aucun effet délétère sur la résistance transépithéliale évaluée avec le modèle quadricellulaire. La sécrétion d’IL10 dans le compartiment apical (de 0 à 234 pg/μL, médiane = 3 pg/μL) et basal (de 0 à 49 pg/μL, médiane = 18 pg/μL) et de TNF-α, essentiellement dans le compartiment basal (de 5 à 983 pg/μL ; médiane = 84 pg/μL) a permis de classer les 28 isolats en 3 groupes : anti-inflammatoire (5 isolats correspondants notamment aux genres Bifidobacterium, Cutibacterium, Streptococcus), immunostimulateur (4 isolats appartenant notamment aux genres Lactobacillus, Cutibacterium, Micrococcus), et faiblement stimulateur (19 isolats). L'étude del'expression de différents gènes d'intérêts (fonction barrière, système immunitaire) par les cellules du modèle quadricellulaire est en cours, afin d'affiner les propriétés des bactéries. ConclusionCette étude souligne le potentiel immunomodulateur des bactéries du LH, celui-ci dépend de l'espèce et de la souche. Certains isolats ont un profil anti-inflammatoire, tandis que d’autres combinent à la fois un profil anti et pro-inflammatoire, ces 2 types de profil pouvant présenter un intérêt pour lamaturation du système immunitaire du nourrisson. Les bactéries sélectionnées au long de l'étude n'ont pas montré d'effets délétères sur les modèles. Les travaux se poursuivent sur les effets synergiques de ces bactéries en les associant de manière à obtenir des consortia bactériens présentant des profils distincts : anti-inflammatoire ou immunostimulateur

Validation d'un questionnaire spécifique des troubles anorectaux dans la sclérose en plaques: STAR-Q

International audienceBackground: Bowel symptoms are commonly experienced by patients with Multiple sclerosis (PwMS), but no specific questionnaire validated in this population allows a rigorous assessment. Objective: Validation of a multidimensional questionnaire assessing bowel disorders in PwMS. Methods: A prospective, multicenter study was conducted between April 2020 and April 2021. The STAR-Q (Symptoms’ assessmenT of AnoRectal dysfunction Questionnaire), was built in 3 steps. First, literature review and qualitative interviews were performed to create the first version, discussed with a panel of experts. Then, a pilot study assessed comprehension, acceptation and pertinence of items. Finally, the validation study was designed to measure content validity, internal consistency reliability (alpha coefficient of Cronbach) and test–retest reliability [intraclass correlation coefficient (ICC)]. The primary outcome was good psychometric properties with Cronbach's α > 0.7 and ICC > 0.7. Results: We included 231 PwMS. Comprehension, acceptation and pertinence were good. STAR-Q showed a very good internal consistency reliability (Cronbach's α = 0.84) and test-retest reliability (ICC = 0.89). Final version of STAR-Q was composed of 3 domains corresponding in symptoms (Q1–Q14), treatment and constraints (Q15–Q18) and impact on quality of life (Q19). Three categories of severity were determined (STAR-Q ≤ 16: minor, between 17 and 20: moderate, and ≥ 21: severe). Conclusions: STAR-Q presents very good psychometric properties and allows a multidimensional assessment of bowel disorders in PwMS. Level of evidence:

Preclinical Assessment of Autologous Tolerogenic Dendritic Cells From End-stage Renal Disease Patients

International audienceBackground: Kidney transplantation is the therapeutic of choice for patients with kidney failure. While immunosuppressive drugs can control graft rejection, their use is associated with increased infections and cancer, and they do not effectively control chronic graft rejection. Cell therapy is an attractive strategy to minimize the use of pharmacological drugs.Methods: We recently developed a protocol to generate human monocyte-derived autologous tolerogenic dendritic cells (ATDCs) from healthy volunteers. Herein, we transferred the ATDC manufacturing protocol to a Good Manufacturing Practice (GMP)-compliant facility. Furthermore, we compared the phenotype and in vitro functions of ATDCs generated from patients with end-stage renal disease to those generated from healthy volunteers.Results: We describe the critical steps for GMP-compliant production of ATDCs and define the quality criteria required to allow release of the cell products. Furthermore, we showed that ATDCs generated from healthy volunteers and patients with kidney failure display the same tolerogenic profile based on their phenotype, resistance to maturation, and ability to modulate T-cell responses.Conclusions: Together, these results allowed us to define the production process and the quality criteria for the release of ATDCs before their administration in patients receiving a kidney transplant

Immunomodulatory potential of bacteria isolated from human breast milk on different cellular models

Le CBL (Club des Bactéries Lactiques) est une manifestation scientifique qui réunit chercheurs, enseignants-chercheurs et industriels R&D, pour échanger sur les avancées scientifiques et techniques réalisées dans le domaine des bactéries lactiques. Les thèmes abordés sont le reflet des larges potentiels de ces bactéries et de leurs applications : fermentation alimentaire, santé humaine et animale, probiotique, environnement…International audienceBreastfeeding is recommended by the WHO for the first 6 months of life. It provides health benefits to infants compared to infant formula (IF), including protection against intestinal and respiratory infections in early childhood and a lower risk of metabolic and immune diseases later in life. These differences in health benefits are probably due to the difference in composition between IF and human milk (HM), the latter being more complex and richer in bioactive components. Our hypothesis is that HM health benefits come in part from the HM microbiota -a paucimicrobial ecosystem that presents a great bacterial diversity- through a role on gut immune homeostasis.This study aimed to better understand the immunomodulatory role of HM bacteria. To this end, bacteria were isolated from healthy breast milks and screened for their immunomodulatory potential on two different cellular models in order to select candidates with probiotic interest.The collection of 28 breast milks at the Rennes Sud University Hospital allowed the constitution of a strain library of 1164 isolates with 29 genera and 56 different species. From this library, 88 isolates selected for their prevalence in HM microbiota were first screened on PBMC (blood mononuclear cells) for the production of IL-10 and TNF-alpha cytokines. Among them, 28 isolates exhibiting interesting immunomodulatory properties on PBMC model underwent a second screening on a quadricellular model of intestinal epithelium including enterocytes (Caco2), caliciform cells (HT 29-MTX), M cells (differentiated Caco2) and macrophages (THP-1). This study showed the species- and strain-dependence of HM bacteria immunomodulatory potential and revealed interesting properties of HM bacteria in the context of infant immune system maturation. This study is part of the PROLIFIC project funded by the Régions Bretagne and Pays de la Loire and by the BBA MilkValley industrial consortium

Les bactéries du lait maternel humain, individuellement ou assemblées en communautés synthétiques, ont un impact sur les fonctions immunitaire et barrière intestinales, in vitro.

International audienceL'allaitement confère de nombreux bienfaits pour la santé, en favorisant le développement du système immunitaire et de la fonction barrière de l’intestin chez les nourrissons. Notre hypothèse est que le microbiote du lait maternel humain contribue à ces bénéfices santé. Notre objectif était d'explorer le rôle des bactéries du lait maternel, seules ou assemblées dans des communautés bactériennes synthétiques (SynCom), sur l'homéostasie intestinale. Une collection de bactéries, reflétant la composition du microbiote du lait, a été constituée à partir de 28 donneuses en bonne santé, allaitant exclusivement. Tout d'abord, le profil immunomodulateur de 84 souches représentatives de la diversité taxonomique du lait maternel a été étudié sur des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC). Ensuite, un modèle quadricellulaire (Caco2, HT29-MTX-E12, cellules M, THP1) de l'épithélium intestinal a été utilisé pour caractériser plus finement un sous-ensemble de 29 souches. Les isolats ont été caractérisés pour leur capacité à moduler la production d'IL-10 et de TNF-α et l'expression de gènes associés notamment aux fonctions barrière et immunitaire. Sur la base de ces résultats, deux SynComs ont été créées et caractérisées sur le modèle quadricellulaire.Les analyses intégratives « MultiDimensional Scaling » et sPLS-DA (sparse Partial Least Squares-Discriminant Analysis) des variables mesurées sur le modèle PBMC puis sur le modèle quadricellulaire stimulé avec les souches du lait maternel ont révélé des groupes de souches ayant un impact différent sur la production de cytokines, l'expression de gènes impliqués dans l'immunité, la fonction barrière et le signaling bactérien. Ces groupes fonctionnels sont très faiblement corrélés à la taxonomie et leur composition souligne l’intérêt de genres et d’espèces prévalents du lait maternel (Staphylococcus, Cutibacterium…) au même titre que des genres plus explorés dans ce contexte (Bifidobacterium, Lactobacillus). Enfin, les souches assemblées dans deux SynComs représentatives du microbiote du lait (11 souches) ont présenté des propriétés immunomodulatrices contrastées. Cette étude montre la grande diversité de potentiel immunomodulateur et d'impact sur la fonction de barrière des bactéries du lait maternel, individuellement ou assemblées en SynCom, soulignant le potentiel de ce microbiote pour moduler le développement de l'homéostasie intestinale

Human milk bacteria individually or as a synthetic community exhibited contrasted immunomodulatory profiles and impact on the gut epithelial barrier

International audienceBreastfeeding is recommended for the first 6 months of life. Many bioactive compounds of the human milk (HM) support the development of the intestinal immune system and barrier functions in infants. Our hypothesis was that HM microbiota contributes to these health benefits. Our objective was to characterise in vitro the role of HM bacteria, either individually or combined in synthetic communities (SynCom), on gut homeostasis.A collection of bacterial isolates, reflecting HM microbiota composition, was made from 28 healthy mothers exclusively breastfeeding. Firstly, the immunomodulatory profile of 84 HM bacterial isolates belonging to 38 species was characterized using blood mononuclear cells (PBMC). Secondly, the impact of a subset of 29 strains was deeply investigated on epithelial immune and barrier functions using a quadricellular (Caco2, HT29-MTX-E12, M cell, THP1 cells) model of the intestinal epithelium. Strains were characterized for their ability to modulate cellular IL-10 and TNF-α production and the expression of genes related to the barrier, immune and apoptosis/proliferation functions. Based on these results, 2 SynComs were designed and characterized on the quadricellular model. HM bacteria displayed a large range of immunomodulatory properties. Using MultiDimensionate Scaling (MDS) on IL-10 and TNF-α production by PBMC, isolates were classified into 5 groups with specific signatures, highlighting the anti- and/or pro-inflammatory profiles of HM bacteria. Further, the MDS analysis of cytokine production and gene expressions of the quadricellular model stimulated by each of the 29 bacteria, classified strains into 3 groups named Quadri1, 2 and 3, according to their immunomodulatory activity and their impact on the epithelial barrier function. The composition of each group did not reveal major taxonomic biases between the 3 groups, but a diversity of the HM bacteria impact on gut epithelium within each genus or species. Quadri3 and, to a lesser extent, Quadri1 strains stimulated the immune function whereas Quadri2 hardly affected it. Besides, Quadri1 and 3 strains reinforced the epithelial barrier whereas an opposite effect was observed with Quadri2 strains. Finally, strains belonging to prevalent HM genera and with contrasted immunomodulatory profiles were assembled in two HM-like SynCom of 11 strains. The 2 Syncoms displayed different immunomodulatory properties, yet less contrasted than individual strains, whereas they both exhibited beneficial impact on barrier function.This study showed the great diversity of immunomodulatory potential and impact on the barrier function of HM bacteria, individually or assembled in SynCom, highlighting the potential of the HM microbiota to modulate the intestinal development

Two human milk-like synthetic bacterial communities displayed contrasted impacts on barrier and immune responses in an intestinal quadricellular model

International audienceThe human milk (HM) microbiota, a highly diverse microbial ecosystem, is thought to contribute to the health benefits associated with breastfeeding, notably through its impact on infant gut microbiota. Our objective was to further explore the role of HM bacteria on gut homeostasis through a “disassembly/reassembly” strategy. HM strains covering the diversity of HM cultivable microbiota were first characterized individually and then assembled in synthetic bacterial communities (SynComs) using two human cellular models, peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and a quadricellular model mimicking intestinal epithelium. Selected HM bacteria displayed a large range of immunomodulatory properties and had variable effects on epithelial barrier, allowing their classification in functional groups. This multispecies characterization of HM bacteria showed no clear association between taxonomy and HM bacteria impacts on epithelial immune and barrier functions, revealing the entirety and complexity of HM bacteria potential. More importantly, the assembly of HM strains in two SynComs with similar taxonomic composition but with strains that exhibited different properties individually, resulted in contrasted impacts on the epithelium, these impacts of SynComs partially diverging from the predicted ones based on individual bacteria. Overall, our results indicate that the functional properties of the HM bacterial community rather than the taxonomic composition itself could play a crucial role in intestinal homeostasis of infants