II – Thérapie cellulaire de l’insuffisance hépatocellulaire aiguë et chronique

Les affections hépatiques ont des conséquences variables selon l’étendue des lésions et la capacité des hépatocytes sains à se multiplier pour remplacer les pertes cellulaires du parenchyme hépatique. Lorsque la capacité fonctionnelle du foie descend au-dessous d’un seuil critique, les désordres métaboliques sont tels que la survie des patients se compte en heures. Dans cette situation, le seul traitement actuellement disponible est la transplantation hépatique. La pénurie en greffons et les difficultés techniques de la transplantation ont poussé de nombreux groupes à proposer la greffe d’hépatocytes sains au niveau du foie malade comme thérapeutique alternative à la transplantation d’organe. L’objectif de ce traitement est de remplacer les hépatocytes endommagés afin de préserver ou de restaurer les capacités fonctionnelles du foie. La greffe d’hépatocytes offre de nombreux avantages par rapport à la transplantation hépatique. En premier lieu, elle permet de traiter, éventuellement de façon répétée, de nombreux receveurs à partir d’un donneur unique. En outre, cette méthode ne requiert pas d’acte chirurgical lourd. Enfin, elle permet la manipulation génétique ex vivo des hépatocytes avant leur réimplantation chez le receveur.

La greffe d’hépatocytes à trois indications principales. La première est le traitement de l’insuffisance hépatique aiguë. Dans ce cas, la transplantation d’hépatocytes a pour but de réduire la sévérité de la maladie, l’augmentation à court terme de la survie des patients devant permettre d’allonger le durée d’attente d’un greffon, ou permettre aux hépatocytes sains du patient de régénérer. La seconde indication de la greffe d’hépatocytes est le traitement des maladies métaboliques. Dans ce cas, le transfert, même d’un nombre réduit d’hépatocytes sains, peut être suffisant pour corriger le déficit enzymatique. Contrairement au cas précédent, le traitement des maladies métaboliques ne requiert pas la prolifération des hépatocytes transférés mais plutôt leur persistance à long terme. La troisième indication de la greffe d’hépatocytes est le traitement des insuffisances hépatocellulaires chroniques. Dans ce cas, le traitement ne peut être efficace que s’il permet une repopulation hépatique quantitativement suffisante et s’il demeure efficace sur une période de plusieurs semaines à plusieurs mois.

Ces dernières années, des avancées significatives ont été réalisées dans ce domaine. En effet, la faisabilité et les bases méthodologiques de la greffe d’hépatocytes ont d’abord été démontrés par une équipe Française (Mignon et al. Résumé), l’évaluation de cette technique dans des modèles animaux hépatite aiguë (Braun et al. Résumé), d’hépatite chronique (Gagandeep et al. Résumé J Pathol ) et de maladies métaboliques (Mitchell et al. Résumé) n’a été réalisée que très récemment. Si l’ensemble de ces travaux a montré l’efficacité de la greffe d’hépatocytes dans le traitement de diverses maladies hépatiques expérimentales, de nombreux problèmes restent encore à surmonter pour une éventuelle application chez l’homme. En effet, parmi les principaux écueils de cette méthode on citera le faible nombre de foies disponibles pour l’isolement des hépatocytes, les difficultés techniques de l’isolement des cellules, la faible durée de vie et la faible capacité de multiplication des hépatocytes en culture.

Très récemment, une solution élégante à ces problèmes de culture in vitro a été apportée par une équipe sino-américaine (Kobayashi et al. Résumé). Cette équipe a établi une lignée d’hépatocytes en transférant un oncogène (l’antigène T du virus SV40) dans des hépatocytes primaires fraîchement isolés. Le transfert de cet oncogène a pour but d’immortaliser les cellules leur conférant des propriétés de survie et de multiplication en culture, identiques à celles de cellules tumorales. Toutefois, si cette méthode élimine le problème d’approvisionnement, de la survie et de la multiplication en culture des hépatocytes, le transfert de ces cellules chez l’homme est impossible car il expose à l’apparition de tumeur.

L’originalité de la méthode utilisée par les japonais a été de réaliser une immortalisation dite réversible en transfectant les hépatocytes avec une construction génétique codant l’antigène T de SV40 flanqué en 3’ et 5’ de séquence Lox. Dans ce cas le gène codant l’antigène T peut être éliminé du génome des hépatocytes en réalisant une seconde transfection avec un vecteur codant l’enzyme Cre. Les hépatocytes perdent ainsi leur oncogène et du même coup leur caractéristique de cellules immortalisées et tumorales et peuvent ensuite être injectés sans risques chez l’animal ou chez l’homme. Ces cellules ont été utilisées avec succès pour prévenir l’hépatite fulminante chez le rat.

Si ces travaux ont rendu plus probable l’utilisation de la greffe d’hépatocytes chez l’homme, quelques mois plus tard une nouvelle découverte montrait que les hépatocytes n’étaient pas les seules cellules utilisables pour obtenir une repopulation hépatique efficace. En effet, Une équipe américaine a montré, dans un modèle de tyrosinémie de type I induite chez la souris par invalidation du gène de la fumarylacétoacétate hydrolase (FAH), que des cellules souches médullaires pouvaient se différencier en hépatocytes, coloniser un foie en régénération et guérir les animaux de leur hépatopathie métabolique (Lagasse et al. Résumé). L’utilisation de cellules souches médullaires pour la repopulation hépatique offre de nombreux avantages, notamment d’approvisionnement en cellules d’haplotype HLA compatibles avec le receveur. En outre, la connaissance et la maîtrise des voies de signalisation permettant la différenciation des cellules souches médullaires en hépatocytes devrait, à terme, permettre d’obtenir pour chaque receveur potentiel un stock d’hépatocytes suffisant pour traiter des hépatopathies aiguës et chroniques. Il deviendrait même possible de favoriser la différenciation en hépatocytes des propres cellules souches du receveur.

III – Immunothérapie des carcinomes hépatocellulaires.

Parmi les maladies susceptibles d’affecter le foie, le carcinome hépatocellulaire est aussi une cible potentielle de la thérapie cellulaire. Dans ce cas, les cellules thérapeutiques transférées chez le malade ne sont plus des hépatocytes mais des cellules immuno-compétentes dont le but est d’aider le système immunitaire de l’hôte à éliminer les cellules tumorales. Le déclenchement de la réponse immunitaire anti-tumorale nécessite plusieurs étapes. La première correspond à la présentation, par des cellules présentatrices d’antigènes, d’antigènes tumoraux complexés aux molécules de CMH et à l’activation des lymphocytes T auxiliaires et cytotoxiques spécifiques de ces antigènes. La seconde étape correspond à la migration de ces lymphocytes anti-tumoraux activés vers la tumeur et à la destruction des cellules cancéreuses. Dans le milieu des années 80, les premiers essais d’immunothérapie des cancers cherchaient à intervenir sur la seconde étape de la réponse immunitaire anti-tumorale. Cependant, les lymphocytes T anti-tumoraux présents dans l’organisme sont en nombre trop limité pour engendrer une immunité anti-tumorale efficace. Les premiers essais ont donc consisté à augmenter le nombre de cellules T anti-tumorale (Rosenberg et al. N Engl J Med, Décembre 1985  Résumé; Rosenberg et al. N Engl J Med, Décembre 1988 Résumé). Les lymphocytes du sang circulant du malade étaient receuillis par cytaphérèse (LAK : lymphokine-activated killer). Les lymphocytes infiltrant la tumeur étaient récoltés après traitement enzymatique ex vivo du tissu tumoral (TIL : tumor-infiltrating lymphocytes). Les cellules étaient alors cultivées en présence d’interleukine-2 afin d’en augmenter le nombre et l’état d’activation puis ré-injectées au malade. Après avoir suscité de nombreux espoirs dans le cancer du rein et dans les mélanomes, cette méthode s’est avérée décevante et mal tolérée. En outre, les difficultés techniques rencontrées pour l’isolement et l’expansion des lymphocytes anti-tumoraux représentaient un obstacle majeur à une large utilisation de ce traitement. Une méthode moins lourde a été récemment décrite et appliquée au traitement des récidives de carcinome hépatocellulaire après hépatectomie. Les résultats cliniques sont peu encourageants (Takayama et al. Lancet, Septembre 2000 Résumé).

Des publications récentes semblent indiquer que l’avenir de l’immunothérapie des cancers ne se situe plus dans la manipulation de la deuxième étape de la réponse immunitaire anti-tumorale mais plutôt dans la stimulation de la première étape. En effet, une équipe allemande (Kugler et al. Résumé) vient d’évaluer l’effet anti-tumoral de l’injection d’hybrides cellulaires composés de cellules tumorales du patient fusionnées avec des cellules dendritiques allogéniques dans le but d’augmenter la présentation des antigènes tumoraux aux lymphocytes T spécifiques. Les résultats obtenus sont très encourageants (4 réponses complètes sur 17 patients traités avec un suivi supérieur à un an), mais il n’y a pas encore de recul suffisant pour déterminer l’avenir clinique de cette technique dans la prévention des cancers. L’avenir de l’immunothérapie des cancer réside sans doute dans la manipulation simultanée des deux étapes de la réponse immunitaire anti-tumorale : augmentation de la présentation des antigènes tumoraux, et stimulation des lymphocytes T activés capables de détruire les cellules tumorales.

Bibliographie

Braun KM et al. Hepatocyte transplantation in a model of toxin-induced liver disease: variable therapeutic effect during replacement of damaged parenchyma by donor cells. Nat Med. 2000 Mar;6(3):320-6. [Abstract Medline PubMed]

Gagandeep S et al. Transplanted hepatocytes engraft, survive, and proliferate in the liver of rats with carbon tetrachloride-induced cirrhosis. J Pathol. 2000 May;191(1):78-85. [Abstract J Pathol]

Mitchell C et al. Therapeutic liver repopulation in a mouse model of hypercholesterolemia. Hum Mol Genet. 2000 Jul 1;9(11):1597-602. [Abstract Medline PubMed]

Lagasse E et al. Purified hematopoietic stem cells can differentiate into hepatocytes in vivo. Nat Med. 2000 Nov;6(11):1229-34. [Abstract Medline PubMed]

Kobayashi N et al. Prevention of acute liver failure in rats with reversibly immortalized human hepatocytes. Science. 2000 Feb 18;287(5456):1258-62. [Abstract Medline PubMed]

Rosenberg SA et al. Observations on the systemic administration of autologous lymphokine-activated killer cells and recombinant interleukin-2 to patients with metastatic cancer. N Engl J Med. 1985 Dec 5;313(23):1485-92. [Abstract Medline PubMed]

Rosenberg SA et al. Use of tumor-infiltrating lymphocytes and interleukin-2 in the immunotherapy of patients with metastatic melanoma. A preliminary report. N Engl J Med. 1988 Dec 22;319(25):1676-80. [Abstract Medline PubMed]