Thèse Blood-To-Islet Gmp Développement d'Une Plateforme de Production Autologue d'Îlots Pancréatiques Dérivés de Cellules Pluripotentes Induites Chimiquement à Partir du Sang Périphérique et Élabo H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Recherche translationnelle sur le diabète
Direction de la thèse : Julie KERR-CONTE-PATTOU ORCID 0000000275901896
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

La transplantation autologue d'îlots pancréatiques après pancréatectomie totale constitue une stratégie efficace pour limiter le diabète postopératoire, mais reste limitée par la variabilité fonctionnelle des greffons et les contraintes de production. Le développement récent de cellules pluripotentes induites chimiquement (CiPSC) à partir du sang périphérique en conditions serum-free ouvre la voie à une production autologue, standardisable et faiblement invasive de greffons endocrines.
Ce projet vise à développer une plateforme intégrée « blood-to-islet » compatible GMP permettant la génération d'îlots pancréatiques fonctionnels dérivés de CiPSC, ainsi qu'à concevoir un score de libération prédictif de la puissance biologique des lots. L'hypothèse centrale est que la reprogrammation chimique sanguine permet d'obtenir des CiPSC exploitables cliniquement et que la qualité des greffons dérivés peut être prédite par une approche multiparamétrique intégrant identité cellulaire, viabilité, maturité fonctionnelle et sécurité.
Le projet est structuré en trois axes. Le premier consiste à optimiser la reprogrammation chimique serum-free de cellules sanguines périphériques, en caractérisant la robustesse du procédé et la variabilité inter-donneurs. Le second axe porte sur la caractérisation des clones CiPSC et leur différenciation dirigée en îlots pancréatiques tridimensionnels, avec une standardisation des paramètres de maturation et de fonctionnalité. Le troisième axe vise à développer un score de libération composite, validé dans des modèles murins diabétiques, afin de prédire la performance in vivo des greffons.
Le projet s'inscrit dans un cadre translationnel fort, adossé à l'essai clinique TPIAT promu par le CHU de Lille, et repose sur des collaborations structurantes avec des équipes internationales expertes en reprogrammation chimique et différenciation pancréatique. Il bénéficie également d'un environnement local reconnu en transplantation d'îlots et biothérapies avancées.
À court terme, ce travail permettra de structurer une chaîne de production autologue conforme aux exigences des médicaments de thérapie innovante. À moyen et long terme, il constituera un socle pour le développement d'essais cliniques de thérapies cellulaires personnalisées, contribuant à l'émergence d'un modèle hospitalier européen de production de greffons endocrines dérivés de cellules souches.

1.Contexte et justification scientifique et Hypothèse centrale et structure du projet
La transplantation d'îlots pancréatiques autologue constitue une stratégie validée pour prévenir ou limiter le diabète après pancréatectomie totale, en particulier dans le cadre des procédures de type TPIAT (Total Pancreatectomy with Islet AutoTransplantation), avec des bénéfices cliniques démontrés sur le contrôle glycémique, la fonction endocrine et la qualité de vie. Malgré ces résultats, la variabilité fonctionnelle des greffons et les contraintes de production/qualité demeurent des limites importantes, notamment lorsque l'on vise une standardisation de niveau médicament et l'optimisation de l'utilisation de ressources biologiques.
Les thérapies de remplacement des cellules bêta dérivées de cellules souches représentent une alternative majeure pour lever les limites de disponibilité et de variabilité liées aux îlots humains conventionnels. Récemment, la faisabilité clinique de la transplantation autologue d'îlots dérivés de cellules pluripotentes induites chimiquement (CiPSC-islets), obtenues à partir d'un prélèvement de tissu adipeux sous-cutané, a été démontrée chez trois patientes atteintes de diabète de type 1, avec restauration durable du contrôle glycémique et critères de sécurité à un an. Cette preuve de concept clinique rend stratégique la transposition de la technologie dans un cadre européen compatible avec les exigences GMP/MTI.
Une avancée structurante est également l'obtention de cellules pluripotentes induites chimiquement à partir du sang périphérique en conditions serum-free, permettant un accès faiblement invasif à la source cellulaire et une compatibilité accrue avec une chaîne de fabrication hospitalière plus rapide. Toutefois, le passage à une production translationnelle nécessite i) une chaîne « blood-to-islet » documentée et robuste, ii) un pipeline de contrôle qualité complet, et iii) des outils de libération prédictifs de puissance et de sécurité, conformément aux standards de développement des ATMP (Advanced Therapy Medicinal Products).

2.Hypothèse centrale et structure du projet
Nous faisons l'hypothèse que la reprogrammation chimique serum-free de cellules sanguines périphériques permet de produire de manière robuste des CiPSC exploitables cliniquement et que leur différenciation contrôlée en îlots pancréatiques peut être intégrée dans une chaîne hospitalière compatible GMP.
Nous postulons également que la qualité clinique des greffons dérivés de CiPSC repose sur une combinaison multidimensionnelle de paramètres (identité, pureté, viabilité, maturité fonctionnelle, sécurité) et qu'un score composite de libération permettrait de prédire la puissance biologique des lots. Cette approche s'inscrit dans une logique déjà validée pour l'évaluation multiparamétrique des îlots et la prédiction d'outcomes chez l'animal et est cohérente avec l'expérience lilloise de tests de puissance in vivo corrélés à la fonction primaire du greffon en clinique ainsi qu'avec les approches de standardisation et de qualification développées localement.
Le projet est structuré en trois phases : production et standardisation des CiPSC sanguines, génération d'îlots et mise en place d'un pipeline de contrôle qualité, puis développement et validation d'un score de libération prédictif.
WP1 (reprogrammation chimique blood-CiPSC, en collaboration avec l'équipe de H. Deng, Pékin)
Ce work package vise à optimiser la reprogrammation chimique serum-free à partir du sang périphérique. Il permettra de caractériser la variabilité inter-donneurs, de définir les paramètres critiques du procédé et d'établir des procédures opératoires standardisées compatibles avec une production hospitalière.
WP2 (contrôle des clones et différenciation en îlots, en collaboration prioritaire avec Milan - équipe de V. Sordi, Ospedale San Raffaele)
Ce work package couvre deux volets : i) les contrôles des clones CiPSC avant différenciation (pluripotence, capacité de différenciation en trois feuillets, stabilité génomique), ii) la différenciation dirigée des CiPSC en îlots pancréatiques fonctionnels. La collaboration avec Milan est structurante car l'équipe dispose d'une expérience avancée en PSC et thérapies cellulaires, est géographiquement proche, et a confirmé son accord pour accompagner l'implémentation et l'optimisation. Cette phase inclura l'évaluation de l'identité endocrine, de la maturation bêta-cellulaire, de la viabilité, de l'organisation tridimensionnelle et de la réponse fonctionnelle au glucose. En complément, des éléments méthodologiques issus des protocoles développés par l'équipe de Deng pour la génération et la qualification de produits CiPSC seront intégrés lorsque pertinents afin d'accélérer l'implémentation et réduire le risque technique.
WP3 (Release Score et validation préclinique)
Ce work package vise à développer un score de libération prédictif intégrant les paramètres de contrôle qualité et à le valider dans des modèles précliniques de diabète. L'approche est alignée sur les cadres multiparamétriques proposés pour prédire la performance des greffons et sur l'expérience lilloise de mesure quantitative de puissance in vivo corrélée aux résultats cliniques.
Phase démonstratrice et trajectoire MTI
Une phase démonstratrice permettra de produire au moins deux lots pilotes documentés, constituant une preuve de concept translationnelle compatible avec une trajectoire MTI. Une partie du projet est déjà soutenue par un financement interne du CHU de Lille (49 K€), renforçant la crédibilité et la continuité du développement

La chaîne expérimentale reposera sur la reprogrammation chimique serum-free de cellules mononucléées du sang périphérique, l'expansion contrôlée des CiPSC, leur différenciation par étapes en agrégats endocrines tridimensionnels, et la mise en oeuvre de contrôles qualité in-process et finaux.
Reprogrammation chimique serum-free (WP1)
Les paramètres critiques de procédé (densité cellulaire, durée des phases, séquence d'exposition aux petites molécules, repiquage) seront optimisés de manière itérative, en évaluant rendement, cinétique et reproductibilité inter-donneurs, en s'appuyant sur un kit de reprogrammation chimique et l'expertise de l'équipe de H. Deng. Une documentation de type batch record de recherche sera mise en place pour assurer traçabilité, standardisation des réactifs et comparabilité des productions.
Contrôle des clones avant différenciation (WP2 - Milan)
Les clones CiPSC sélectionnés seront caractérisés avant différenciation pour la pluripotence, la capacité de différenciation en trois feuillets, et la stabilité génomique. Ces contrôles seront réalisés en collaboration avec l'équipe de V. Sordi (Ospedale San Raffaele, Milan), afin de sécuriser la qualité de la matière première cellulaire et aligner précocement la démarche sur une trajectoire MTI.
Différenciation en îlots et standardisation 3D (WP2 - Milan, avec intégration de briques Deng)
La différenciation pancréatique suivra des protocoles mimant le développement embryonnaire, avec formation d'agrégats 3D de taille contrôlée. Un protocole de référence sera utilisé comme socle de maturation fonctionnelle, et des ajustements méthodologiques inspirés des travaux de Deng et de l'expérience clinique CiPSC-islets seront intégrés lorsque utiles. Des points de contrôle intermédiaires (morphologie, viabilité, marqueurs de stade) permettront de détecter précocement les dérives de différenciation et de limiter les échecs tardifs.
Contrôles qualité et sécurité (WP2-WP3)
Les contrôles incluront : identité endocrine (marqueurs //), viabilité, morphométrie, et fonctionnalité au glucose par perifusion dynamique, en cohérence avec les approches de qualification associant paramètres fonctionnels et prédictivité in vivo.
La sécurité intégrera la détection sensible de cellules pluripotentes résiduelles par ddPCR, ainsi que des contrôles microbiologiques et une évaluation minimale de stabilité génomique.
Validation fonctionnelle in vivo (WP3)
La validation sera réalisée chez des souris immunodéficientes diabétiques, avec suivi glycémique longitudinal, mesure de C-peptide humain, tests de tolérance au glucose et analyses histologiques des greffons. Cette stratégie s'inscrit dans la continuité des approches précliniques utilisées pour démontrer l'efficacité des CiPSC-islets et s'appuie sur les travaux lillois montrant qu'un test de puissance in vivo quantitatif chez la souris nude corrèle avec la fonction primaire du greffon après transplantation clinique
Analyse statistique
Les analyses distingueront réplicats biologiques et techniques. Les rendements de reprogrammation (succès/échec, nombre de colonies, cinétique) seront analysés par modèles adaptés aux données de comptage et par modèles mixtes pour intégrer l'effet donneur lorsque possible.
Les proportions de populations endocrines, les métriques de viabilité et de morphométrie seront analysées par approches multivariées parcimonieuses et méthodes non paramétriques si les distributions l'exigent. Les courbes de perifusion seront résumées par paramètres dynamiques (stimulation index, aires sous courbe, délais/pentes), puis comparées entre lots et donneurs. Une correction du risque de tests multiples sera appliquée lorsqu'un ensemble de paramètres fonctionnels est évalué simultanément.
Pour la construction du Release Score, l'outcome de référence sera défini par la performance in vivo (variable binaire de succès et/ou variables continues de délai de correction et niveaux de C-peptide). Une sélection de variables sera réalisée par méthodes pénalisées avec validation croisée afin de limiter le surapprentissage et favoriser la transférabilité du score. La performance sera évaluée en discrimination, calibration et utilité décisionnelle, puis des seuils opérationnels de libération seront proposés en intégrant la balance bénéfice-risque et la robustesse analytique