Développement et évaluation de thérapies à ARN innovantes dans des modèles cellulaires optimisés de stéatohépatite métabolique (MASH)

La stéatose hépatique métabolique (MASLD) est caractérisée par un excès de lipides dans le foie, associé à au moins un facteur de risque cardio-métabolique, tel que le diabète de type 2 ou encore l’hypertension artérielle. Si l’accumulation de lipides se poursuit, le foie devient le siège d’une inflammation appelée hépatite et la MASLD progresse en stéatohépatite associée à un dysfonctionnement métabolique ou MASH [1] ; dans ce cas, l’inflammation ne disparait pas, mais au contraire elle va s’aggraver avec le temps et entrainer le développement d’une fibrose du foie, voire d’une cirrhose avec le risque d’apparition d’un carcinome hépatocellulaire (CHC), cancer dont l’espérance de vie à 5 ans est en moyenne de 20% [2]. Contrairement à d'autres pathologies hépatiques, la MASH survient chez des personnes qui ne consomment pas, ou peu d'alcool [3].

La prévalence de la MASH a significativement augmenté ces dernières années, en raison de la progression de l’obésité et du diabète de type 2, dans les pays industrialisés mais aussi dans les pays en voie de développement ; cette tendance devrait se poursuivre dans les décennies à venir.  De plus, la MASH reste longtemps asymptomatique, ce qui complique son diagnostic. Enfin, elle a une incidence forte sur le pronostic des patients si la maladie progresse en cirrhose ou CHC. Le traitement de la MASH a classiquement consisté en l’utilisation de médicaments hépatoprotecteurs (vitamine E, acide ursodéoxycholique…), limités en termes d’efficacité ou de sécurité. Une nouvelle approche thérapeutique a été approuvée en mars 2024 par la FDA : il s’agit du resmétirom (Rezdiffra®), agoniste sélectif oral ciblant le foie et agissant sur le récepteur de la thyrotropin-releasing hormone–β (THR-β) ; cependant un risque de toxicité hépatique après traitement a été observé, et les patients atteints de cirrhose décompensée ne peuvent l’utiliser. Dans l’attente de la commercialisation d’autres traitements en cours de développement, l’effet hépatique de certains traitements anti-diabétiques (analogues du GLP-1 ou la pioglitazone par exemple) est particulièrement étudié, la MASH et le diabète de type 2 partageant des mécanismes physiopathologiques communs [4].

Le but du projet doctoral sera de mieux comprendre les interactions cellulaires et les voies de signalisation moléculaire impliquées dans la MASH, ainsi que de développer des stratégies thérapeutiques innovantes à ARN.

Ainsi ce travail sera construit avec 3 objectifs :

Objectif 1 : Développer un modèle cellulaire de MASH en 3D, bio-imprimé et associant un système de microfluidique, pour permettre l’étude des interactions entre les différents types cellulaires du foie (hépatocytes, macrophages et cellules stellaires du foie) et simuler le flux sanguin et l’excrétion biliaire.

Les modèles in vitro disponibles pour mieux comprendre les mécanismes d’action dans la MASH et la modéliser restent actuellement les monocultures en 2D [5]; cependant, elles restent des modèles simplifiés, qui ne peuvent pas reproduire fidèlement la MASH, les interactions entre les hépatocytes et les cellules non parenchymateuses du foie n’étant pas toujours représentées, de même que les interactions avec l'environnement extracellulaire [6]. Des modèles plus complexes comme les cultures en 3D qui associent plusieurs types cellulaires, permettraient de reproduire les interactions paracrines cellule-cellule et les fonctions métaboliques sur le long terme ; ils seraient plus proches de la situation in vivo et permettraient de mieux étudier les mécanismes d’action dans la MASH. La mise au point d’un modèle bio-imprimé incluant tous les types cellulaires du foie et leurs interactions, et permettant de mimer l’architecture du lobule hépatique serait un réel atout ; de plus, un système de microfluidique (microfluidiques perméables tapissés de cellules endothéliales sinusoïdales hépatiques) permettrait de simuler le flux sanguin et l'excrétion biliaire, et d’obtenir un modèle in vitro pertinent et hautement reproductible [7].

Objectif 2 : Identifier de nouveaux biomarqueurs liés aux mécanismes de fibrose et à l’inflammation dans la MASH

De nombreux acteurs cellulaires (cellules de Kupffer, neutrophiles, lymphocytes Th17…) et médiateurs chimiques (TNF-α, TGFβ, MCP-1, ROS, IL17…) sont impliqués dans l’activation fibrogénique des cellules stellaires hépatiques [8]. Parmi les médiateurs, le ciblage de l’IL-17 pourrait représenter un intérêt pour éviter la progression de la fibrose hépatique. En effet, des travaux ont montré une diminution de la fibrose hépatique après traitement par un anti-IL17, dans des modèles de stéatose chez la souris et dans une étude clinique menée sur 64 patients atteint de psoriasis [9]. De même, une étude pilote réalisée sur 10 patients atteints de rhumatisme psoriasique et traités pendant 3 ans par du secukinumab, un anticorps monoclonal soluble dirigé contre l’IL17, a montré un effet protecteur du traitement sur la fibrose hépatique |10]. Aussi, la protéine FAP (fibroblast activation protein) pourrait également constituer une cible thérapeutique de choix dans la fibrose hépatique. En effet, il a été montré que FAP est exprimée par les cellules stellaires hépatiques activées et que son expression est positivement corrélée avec la gravité de la fibrose hépatique, suggérant un rôle profibrosant de FAP dans les maladies hépatiques [11]. Ainsi, le ciblage de ces acteurs moléculaires pourrait nous permettre de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques de la MASH à base d’ARN (voir objectif n°3), mais un travail d’identification de nouveaux biomarqueurs liés aux mécanismes de fibrose et à l’inflammation dans la MASH reste indispensable. Une analyse en RNAseq sera mise à profit dans notre étude pour mettre en évidence d’autres biomarqueurs d’intérêt dans la MASH.

Objectif 3 : Développer et évaluer des stratégies thérapeutiques à ARN, basées sur l’utilisation de particules chargées en pARNi et/ou ARNm ciblant des acteurs moléculaires spécifiques de la MASH

Dans notre projet, nous souhaitons mettre à profit notre expérience d’encapsulation d’acides nucléiques dans des (micro ou nano) particules lipidiques, pour proposer une alternative thérapeutique innovante pour traiter la MASH. Le premier médicament à base d’ARN et utilisant des nanoparticules lipidiques (LNP) approuvé en 2018 par l’EMA et la FDA était l’Onpattro®, qui a révolutionné le traitement de l'amylose héréditaire à transthyrétine (hATTR) avec de petits ARN interférents (pARNi) [12]. En 2021, les premières formulations d'ARN messagers encapsulés pour la vaccination contre le SARS-CoV-2 développées par les sociétés Moderna et BioNTech/Pfizer ont été autorisées [13]. Aussi, des équipes de recherche commencent à s’intéresser à la technologie des pARNi encapsulés dans des LNP pour le traitement de la MASH ; ainsi, Zhou et al. ont montré l’efficacité de pARNi dirigé contre HMGB1, un facteur pro-inflammatoire produit par les macrophages [14]. Le développement d’une stratégie thérapeutique basée sur l’utilisation de particules chargées en cocktail de pARNi et/ou ARNm ciblant des acteurs moléculaires spécifiques déjà identifiées (IL-17, FAP…) ou de nouveaux biomarqueurs (objectif 2, identification par RNAseq), pourrait constituer une réelle avancée thérapeutique. Ces formulations seront évaluées in vitro sur nos modèles optimisés (objectif 1) et les formulations les plus prometteuses seront évaluées ensuite in vivo.

[1] Sergei, 2024, doi.org/10.3390/ijms25158462 ; [2] Golabi et al., 2016, doi.org/10.1586/17474124.2016.1099433 ; [3] Sheka et al., 2020, doi: 10.1001/jama.2020.2298 ; [4] Harrison et al., 2023, doi.org/10.1016/j.cgh.2023.03.041 ; [5] Anfuso et al., 2020, doi.org/10.1038/s41598-020-58562-x ; [6] Ramos et al., 2022, doi.org/10.1016/j.isci.2021.103549 ; [7] Ali et al., 2024, doi.org/10.1016/j.mtbio.2024.100991 ; [8] Giles et al., 2015, doi.org/10.2174/1389450116666150531153627 ; [9] Takamura et al., 2022, doi.org/10.3350/cmh.2022.0040 ; [10] Magdaleno‐Tapial et al., 2021, doi.org/10.1111/dth.15065 ; [11] Kim and Seki, 2023, doi.org/10.1016/j.jcmgh.2022.12.018; [12] Hu et al., 2020, doi.org/10.1038/s41392-020-0207-x ; [13] Jürgens et al., 2023, doi.org/10.1016/j.onano.2023.100161 : [14] Zhou et al., 2022, doi.org/10.1016/j.jconrel.2022.01.038.

Université Marie et Louis Pasteur à BESANCON

Laboratoire RIGHT

- connaissances et compétences requises

Le(la) candidat(e) devra avoir de solides connaissances en biologie cellulaire et moléculaire ; une bonne connaissance du métabolisme hépatique serait un atout supplémentaire.

Il / elle devra maîtriser les techniques de culture cellulaire animale et avoir été formé(e) aux méthodes classiques de biochimie et biologie moléculaire (tests de viabilité cellulaire, tests ELISA, western blot, qPCR, microscopie…). Une expérience en technologie pharmaceutique (encapsulation, utilisation de micro/nanoparticules) serait un atout supplémentaire.