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• Projet INGESTEM
• Gouvernance et organisation : Comité de direction et personnels
• Objectifs de la plaforme de reprogrammation cellulaire
• Comité de direction et Platforme
• Type de collaboration et tarifs
• Charte de fonctionnement : - Engagements de l’utilisateurs
- Engagements de la platforme
- Objectifs de la plateforme
- Type de collaboration et tarifs
• iPS production application form 1.0
• Méthodologies proposées
• SNL cellules nourricières pour la culture des iPS et génération d’iPS
• Virus Sendai
• Tests de pluripotence
• Morphologie des colonies
• Analyse des Caryotypes
• RT-PCR Immunostaining et Teratoma
• Instabilité genomique dans les iPS
Sommaire
La disponibilité de cette base de données de cellules souches va permettre de réaliser des avancées significatives dans le domaine de la modélisation des maladies humaines et dans le domaine de la définition de nouveaux protocoles thérapeutiques.
INGESTEM va permettre à la France de passer du stade de la recherche au stade industriel dans le domaine des thérapies cellulaires liées aux cellules souches en développant une biobanque unique, en instaurant des normes de production cliniques, des standardisations au niveau des méthodes de reprogrammation, de modélisation de pathologies et de futurs protocoles de médecine régénératrice.
DESCRIPTION
APPORTS POUR LA SCIENCE
APPORTS POUR LE SYSTEME DE RECHERCHE
Infrastructures nationales en biologie et santé PROJET INGESTEM
1 Le projet INGESTEM propose de constituer une biobanque unique de cellules souches à vocation thérapeutique et de structurer cette filière autour d’un pôle industriel.
Plateforme de reprogrammation cellulaire SAFE-IPS ("la Plateforme") est une structure interne du département HU de Biothérapie du CHRU de Montpellier
2
3
Gouvernance et organisation Comité de Direction
• Réseau INGESTEM est coordonné par le Prof. Annelise Bennaceur-Griscelli.
• Directeur de l’IRB (Prof. B.Klein), responsable et représentant de la Plateforme au niveau du réseau INGESTEM.
• Deux responsables scientifiques désignés par le Directeur de l'IRB sur la base de leurs compétences médicales et/ou scientifiques (Prof. J. De Vos et Dr JM. Lemaitre) dans le domaine des cellules souches pour la durée du projet INGESTEM.
• Fournir un service de Reprogrammation, Amplification et qualification de cellules adultes en cellules souches induites pluripotentes iPS.
• Développer un programme de recherche et développement propre visant à rendre plus efficaces et plus sûres les techniques de reprogrammation cellulaires.
Objectifs de la plateforme de reprogrammation cellulaire
http://irb.montp.inserm.fr/en/index.php?page=Plateau&IdEquipe=12
Bernard KLEIN (Porteur du projet)
E-mail : [email protected]
Phone : 04 67 33 04 19
John DE VOS (responsable scientifique)
E-mail : [email protected]
Phone : 04 67 33 04 79
Jean-Marc LEMAITRE (responsable
scientifique)
E-mail : [email protected]
Phone : 04 67 33 04 73
Comité de direction :
Plateforme: Romain DESPRAT, Ingénieur responsable opérationel, [email protected] Fabienne BECKER, technicienne, [email protected] Lydiane PICHARD , ingénieur, [email protected]
-Le comité de Direction effectue une veille technologique prospective afin de faire évoluer
la Plateforme et s’assure du financement de cette évolution.
-Les responsables scientifiques assurent l’organisation de la Plateforme et la supervision du personnel.
Envois du formulaire “iPS production application form 1.0” disponible sur le site web
SAFE iPS, à [email protected]
Signature du Contrat ET de la chartre de reprogrammation
Réception des cellules et vérification de la conformité des cellules
comme décrit dans le formulaire “iPS production application form 1.0”
Mise en place d’un planning de reprogrammation en réunion avec le
comité de direction
6 mois
2-Facs et Immunostainning des
marqueurs de la pluripotence
OCT4, NANOG, SSEA3, TRA-1-60
3-Une capacité de différenciation
in vivo attestée par la formation
de tératomes dans la souris
NOD-scid IL2Rgammanull (NSG)
1-Phénotype caractéristique en
microscopie optique
4-Caryotype de chacun clones
Mise en Place du Projet
Production et Qualification des iPS
Trois lignées indépendantes (trois clones) de cellules iPS
Les trois types de collaborations comprennent : •La reprogrammation, l'amplification et la qualification de cellules adultes en cellules souches pluripotentes. •La formation d'un collaborateur du demandeur pendant une durée de 15 jours ETP. •La conservation de quatre ampoules congelées de chaque lignée par la platforme.
Charte de fonctionnement
Chartre de fonctionnement
Responsabilités
Il est entendu entre la Plateforme et ses utilisateurs que celle-ci n'est soumise qu'à une obligation de moyens dans le cadre de ses activités. La Plateforme n'est pas responsable de l'emploi fait par les utilisateurs des résultats des prestations. Toute utilisation partielle ou inappropriée ou toute interprétation dépassant les résultats des prestations réalisées par la Plateforme ne saurait engager sa responsabilité. Si les cellules de départ proviennent patient Consentement écrit du patient et Comité de Protection des Personnes
iPS production application form 1.0 General information (part I)
Date of submission: Project Leader : Phone and e-mail: Institution: Other persons involved in the project : Name, phone an e-mail: ……………………………………………………………………….……………………………………………………………………….……………………………………………………………………….……………………………….. Cell information Name of person who will handle the iPS cell lines. Possible Conflicts of interest: NO/YES Cell type: Method of isolation/Origin : Sample(s) name and description: ……………………………………………………………………….………………………………………
Contact: [email protected]
•Written and dated documentation that the cells are negative for bacteria. •Written and dated documentation that the cells are negative for mycoplasm. •Written and dated documentation that the cells are negative for the following viruses : HIV1, HIV2, HB, HCV. Passage number (please describe proliferation rate or doubling time): If frozen, number of viable cells frozen (>= 5 x 10E5 viable cells) Medium used to grow the cells (indicate the antibiotic and concentration used in the media):
iPS production application form 1.0 (part II)
If not possible, this can be
carried out by facility as a
service.
Contact: [email protected]
(part III) Freezing media composition: Protocol to thaw the cells: Dated karyotype of the cells. If not possible, this can be carried out by the Chromostem facility as a service (please contact [email protected]). Mettre dans le site web le lien vers Franck. Preferred reprogramming method (check the box): Sendai virus Lentivirus Retrovirus
Contact: [email protected]
J -2 J 27 J 0 J 13 colonies iPS
Adapted from: http://fr-fr.invitrogen.com/site/fr/fr/home/Products-and-Services/Applications/Stem-Cell-Research/Induced-Pluripotent-Stem-Cells/Sendai-Virus-Reprogramming/Easy-Reprogramming.html
Transfert colonies iPS
J -2 J 27 J 0 J 15 Colonies iPS
Virus Sendai
mRNA et Rétrovirus/Lentivirus non integratifs
J -2 J 27 J 0 J 13 Colonies iPS
Rétrovirus/Lentivirus (integratifs)
J 2
Méthodologies proposées
Protéines à venir prochainement
SNL cellules nourricières pour la génération et la culture d’iPS
•Cellules souches embryonnaires ont besoin de “feeders”. •Lignée cellulaire immortalisée dérivée de fibroblastes murins STO transformée avec du LIF murin et les gènes de résistance à la néomicine (établis par le Dr. Allan Bradley (1)) . • Utilisable pour la culture des iPS murins et humains. • Doivent être bloque dans le cycle() avant l’ajout des cellules souches embryonnaires humaines.
1. McMahon, A.P. and Bradley, A. (1990) Cell 62:1073–1085.
Faster generation of hiPSCs by coupling high-titer lentivirus and column-based positive selection, Emily Dick, Elena Matsa, Lorraine E Young, David Darling &
Chris Denning, nature protocols | VOL.6 NO.6 | 2011 | 701
Production Virale
Plateforme de Vectorologie de Montpellier , Biocampus Montpellier - UMS3426 Courriel : [email protected] Test de non replicativite et dosage p24.
optionel
Distinct Regulatory Networks Control Transition versus Maintenance of
Pluripotency, Cell stem cell, Volume 11, Issue 6, 7 December 2012, Pages 769–782
“A color gradient (yellow-orange-red) depicts
the three phases of reprogramming, with the
maturation-to-stabilization transition upon
transgene withdrawal marked as a dotted line.
Genes that enhance and suppress transition
only (yellow), maintenance only (brown), or
both processes (orange) are displayed as
nodes. Associations (gray edges) were
obtained using GeneMANIA, with edge weight
(thickness and darkness) reflecting confidence,
as indicated.”
•-OKSM Transgenes Suppress the Stabilization Phase
•-Successful Transition of Reprogramming Cells to Stabilization Requires late Maturation Phase
->RNA profiling and down-regulation of OKSM is a key aspect
Tests de pluripotence possible
Test de pluripotence But Qualité du contrôle pour démontrer la
pluripotence
Morphologie des colonies Vérifier que les iPS ont une morphologie similaire au
hES Faible
Immunostaining Marquage de la pluripotence:Oct4, Tra-1-60,Sox2, Tra-
1-80, Nanog et SSEA Moyen
RT-PCR Détecte le niveau et la qualité d'expression des genes
:Oct4, Tra-1-60,Sox2, Tra-1-80, Nanog et SSEA Moyen-Bon
Génération d'EB Capacité à se différencier dans les trois feuillets
embryonnaires (ecto,endo, mésoderme et disparition des marqueurs de la pluripotence)
Moyen-Bon
Microarray ou RNA-seq Comparaison avec hES Moyen-Bon
Teratoma formation Capacité à se différencier dans les trois feuillets
embryonnaires (ecto,endo, mésoderme ) IN VIVO Bon
Morphologie des colonies
Les cellules au centre de la colonie ont un ratio élevé noyaux /cytoplasme avec des nucleoli proeminent , elles sont rondes et trés dense . En comparaison avec les cellules au centre la colonie les cellules en peripherie montre une morphologie plus mesenchymateuse et par consequant un ratio noyaux /cytoplasme faible.
STEM CELLS Volume 27, Issue 11, 20 AUG 2009
Chromostem : Analyse du Caryotype (bande R et G sur metaphases)
Pour tout contrôle de la formule chromosomique (anomalie du nombre et de la structure, le pouvoir résolutif de cette technique ne permet cependant de détecter que les réarrangements chromosomiques de taille supérieure ou égale à 5 à 10 mégabases (Mb): -Avant et après la reprogrammation cellulaire -Lors de la dérivation et/ou amplification, -Avant le stockage des lignées
Préparation Biologique
requise Anomalie Détectable
Anomalie Non Détectable
Délai de rendu des résultats
Coût (TTC)
Culot cellulaire fixé
Anomalies chromosomique de nombre et mosaïque >10%, Anomalies
chromosomiques de structure de taille > 10 Mb (translocation,
inversion,délétions,duplications anneaux, marqueurs chromosomiques
Mosaïque faible (<10%),Anomalies
chromosomique de structure de taille
<10Mb
3 semaines 350 euros
Les conditions de culture classiques des cellules ES humaines in vitro
permettant le maintien de leur état indifférencié, induisent de façon
non négligeable des trisomies des chromosomes 12, 17 ou X [1,2].
L’hypothèse qui prévaut actuellement pour expliquer ce phénomène
est que l’amplification de certains gènes portés par ces chromosomes
confère un avantage sélectif aux cellules souches indifférenciées.
1.Baker DE, Harrison NJ, Maltby E, et al. Adaptation to culture of human embryonic stem
cells and oncogenesis in vivo. Nat Biotechnol 2007 ; 25 : 207-15.
2. Draper JS, Smith K, Gokhale P, et al. Recurrent gain of chromosomes 17q and 12 in
cultured human embryonic stem cells. Nat Biotechnol 2004 ; 22 : 2253-4.
Améliorations des conditions de culture et de reprogrammation
X-Vivo Biospherix ( culture des cellules en milieux
athmospherique controler 100% du temps)
Efficient induction of transgene-free humain iPS using a vector based on sendai virus, an RNA virus that does not integrate into the host genome By Noemi FUSAKI, Hiroshi BAN, Akiyo NISHIYAMA, Koichi
SAEKI and Mamoru HASEGAWA, Efficient induction of transgene-free humain iPS using a vector based on sendai virus, an RNA virus that does not integrate into the host genome
Immunocytochimie et facs
•Les Primers/amorces de RT-PCR seront choisis afin de mesurer les niveaux d’expression des genes sur-exprimes utilises lors de la reprogrammation et de leurs niveaux endogenes.
RT-PCR
Alkaline Phosphatase (AP) Marquage sur cellules vivantes
(sans perte des cellules)
Alkaline Phosphatase (AP) Marquage classique après fixation
“Gold standard” Teratoma
-Création d’un test permettant de définir une signature protéomique. (Potentielle collaboration avec la Plate-forme Régionale de Protéomique Clinique, Pr. S. Lehmann).
-Création d’une “custome chip” d’analyse d’expression (coding et non coding) et CNV/SNP. (Chip affymetrix sur les genes définissant l’état fibroblastique et iPS. En collaboration
avec la Plateforme Régionale de Puces ADN très haute densité,IRB, V Pantesco).
Futurs projets afin d’offrir aux utilisateurs de la plateforme des protocoles pre-établis permettant une meilleure
caratérisation de leurs iPS
Instabilité génomique dans les iPS
Cell Death and Differentiation (2011) 18, 745–753
Création d’un “custom chips” d’analyse d’expression et CNV/SNP (Affymetrix sur les genes définissant l’état fibroblastique et iPS. En Collaboration avec la Plateforme Régionale de Puces ADN très haute densité, V Pantesco)
Copy number variation and selection during reprogramming to pluripotency, 3 MARCH 2011 , VOL 471 , NATURE , 59
Projets dans à mettre en place : •Production de beta-FGF sur Montpellier: Permettant une diminution des coûts associes aux milieux -> plus d’utilisateurs •Production de proteines (oct4,KLF, Sox…) pour faire des iPS : Permettant d’avoir des iPS sans integration genomique des vecteurs d’expression permettant des potentielles applications cliniques futures
•Création de « custom chips » afin d’analyser l’expression et les changements de CNV/SNP : Sur les genes définissant l’état fibroblastique et iPS. En collaboration avec la Plateforme Régionale de Puces ADN très haute densité, Pr B.Klein
Journal club Stem cell IRB: [email protected] Stem cells news mailing list : [email protected]
•Production de 6 virus sendai permettant l’expression transitoire des six facteurs : Oct4, Klf, Sox2, Myc, Lin28 Nanog, (La Plateforme de Vectorologie de Montpellier )
•Création d’un blog/site web (plus de flexibilité) et/ou en utilisant un system déjà existant (INGESTEM), permettant un partage plus fluide des protocols et publications, photo des cellules, questions associées à la culture des iPS…. •Collaboration avec ReproCell afin de créer des ateliers ou période d’apprentissage sponsorise par ReproCell et Ozyme pour les milieux
Journal club Stem cell IRB: [email protected] Stem cells news mailing list : [email protected]
Un contrat de collaboration académique: Le coût représente la moitié des dépenses engendrées par la prestation. Coût national INGESTEM. Le partenaire académique utilise les cellules comme il le souhaite sur un plan académique, mais si il engage un partenariat privé, la plateforme Safe-iPS sera associée dans la valorisation. Un contrat de collaboration avec compagnie privée : la plateforme Safe-iPS sera co-propriétaire des lignées obtenues. Un contrat avec prestation complète pour compagnie privée. les lignées iPS obtenues sont la propriété exclusive de l'utilisateur.
Service Tarif
Collaboration académique 20 000 € TTC
Collaboration privée 40 000 € TTC
Collaboration privée complète 140 000 € TTC
Trois contrats et tarifs la plateforme doit s’autofinancer dans 3 ans
Ces collaborations peuvent être mises en place lors de l’écriture des demandes de
financement : ERC, ANR, INCA, ARC, Ligue …