Une thérapie cellulaire prometteuse pour le traitement de l’insuffisance respiratoire grave

Pendant la pandémie de COVID-19, les chercheurs de L’Hôpital d’Ottawa sont parvenus à transformer rapidement leurs découvertes en traitements grâce à leur expertise en recherche au laboratoire, en biofabrication et en conception d’essais cliniques.

Tous les ans, des millions de personnes sont touchées par une maladie pulmonaire potentiellement mortelle appelée le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA). Cette réaction immunitaire grave à une infection ou à un traumatisme provoque un épanchement de liquide dans les alvéoles des poumons. Il existe peu de traitements pour soigner cette maladie, qui est souvent mortelle.

Lorsque la pandémie s’est déclarée, le SDRA lié à la COVID-19 menaçait de submerger les unités de soins intensifs. Les scientifiques se sont empressés de rechercher de meilleurs traitements.

En mars 2020, le Dr Duncan Stewart, le Dr Shane English, Dean Fergusson (Ph. D.) et leurs collègues à L’Hôpital d’Ottawa ont commencé à planifier un essai clinique novateur pour vérifier si l’administration de cellules souches mésenchymateuses, qui peuvent favoriser la guérison, était susceptible d’aider à traiter le SDRA grave associé à la COVID-19. Leur essai clinique se fondait sur un essai précédent également mené à L’Hôpital d’Ottawa. Dans ce précédent essai clinique, les CSM avaient été utilisées pour soigner des patients ayant eu un choc septique grave. 

Le nouvel essai clinique a démarré en un temps record, en juin de cette année-là, grâce au travail d’équipe efficace de cliniciens et de chercheurs en science fondamentale, de spécialistes de la méthodologie, du personnel de recherche et d’experts de la biofabrication de l’Hôpital et de l’Institut de recherche, et grâce à l’examen accéléré des essais en lien avec la pandémie que menait alors Santé Canada.

Les résultats de cette étude, qui comprenait des essais de phases I et II, ont récemment été publiés dans Stem Cell Reports. 

L’essai clinique de phase I, mené auprès de 15 patients, a démontré que le traitement faisant appel aux CSM était sans danger et n’entraînait pas d’effets secondaires. L’essai clinique à répartition aléatoire de phase II, qui comptait 22 patients, a été interrompu prématurément en raison d’une diminution du nombre de cas de SDRA lié à la COVID-19 après la mise en œuvre de la vaccination.

Les données recueillies par l’équipe de recherche sont encourageantes. Les patients ayant reçu des CSM ont présenté des signes concordants d’amélioration, notamment, une réduction du nombre de jours sous oxygénothérapie à haut débit et de meilleurs taux de survie. À la suite du traitement, ils ont également présenté un rétablissement complet de leur numération de globules blancs, qui était fortement réduite. Une telle diminution des globules blancs constitue un facteur prédictif des issues négatives chez les patients aux prises avec un SDRA. Les patients ayant reçu des CSM ont également fait état d’une meilleure qualité de vie six mois plus tard. 

« Malgré le faible nombre de patients recrutés dans l’étude, nous n’aurions pas pu espérer de meilleurs résultats », explique le Dr Stewart, chercheur principal à L’Hôpital d’Ottawa et professeur à l’Université d’Ottawa, qui en est l’auteur principal. « Nous avons découvert que les CSM ont un effet biologique important chez ces patients gravement malades. Ces résultats sont très prometteurs et justifient la poursuite des recherches sur l’utilisation de la thérapie cellulaire dans le traitement du SDRA. »

Une patiente reconnaissante d’avoir participé à l’essai clinique

Sharon Charlebois, une citoyenne de Kanata, a été recrutée pour participer à l’essai clinique de phase I en janvier 2021 après avoir été admise aux Soins intensifs pour un SDRA lié à la COVID-19.

Son taux d’oxygène sanguin était dangereusement bas, et Sharon recevait une oxygénothérapie à 100 %.

« Je me souviens qu’on m’a demandé si je voudrais être réanimée, raconte-t-elle. Je devais être bien dans les vapes, car je me souviens m’être dit : “Pourquoi me pose-t-on cette question?”. On ne se demande généralement pas si l’on va mourir. »

Elle se souvient aussi que les coordonnatrices de la recherche à l’Unité de soins intensifs, Rebecca Porteous et Irene Watpool, lui ont expliqué en quoi consistait cette étude sur la thérapie cellulaire. Sharon et son mari ont convenu que ce serait une bonne idée qu’elle y participe. 

« Je n’ai eu aucun mal à accepter de participer à cette étude, dit-elle. Je voulais éviter que quelqu’un d’autre traverse ce que j’avais vécu. » 

Après neuf jours passés aux Soins intensifs et 13 de plus dans une autre unité de soins à l’Hôpital, Sharon était très heureuse de rentrer chez elle pour poursuivre sa convalescence. Cinq ans plus tard, elle s’est complètement remise de son SDRA.

Des capacités locales de biofabrication qui sont essentielles à la tenue de l’essai clinique

Sans le Centre de fabrication de produits biothérapeutiques de L’Hôpital d’Ottawa, ce traitement n’aurait pas pu être offert aux patients comme Sharon.

« Si une nouvelle urgence sanitaire survenait, nous pourrions relancer cet essai clinique très rapidement, car nous avons été capables de fabriquer les produits cellulaires sur place, affirme le Dr Stewart. Cette capacité de biofabrication est un atout formidable pour garantir que les patients bénéficient des découvertes de nos chercheurs. »  

Les experts du Centre de fabrication de produits biothérapeutiques, l’un des sites de biofabrication les plus expérimentés et les plus performants au Canada, ont collaboré avec des chercheurs pour mettre au point la thérapie faisant appel aux CSM qui était destinée au traitement du SDRA grave lié à la COVID-19. 

Ils ont d’abord recouru à des stocks de CSM issues du sang de cordon ombilical provenant du Centre for Regenerative Therapies Dresden, en Allemagne, pour obtenir les cellules requises. Ils ont ensuite maintenu ces cellules fraîchement isolées en culture continue dans des isolateurs, à des niveaux d’oxygène similaires à ceux du corps humain. Ces CSM fraîchement isolées constituaient un élément unique de l’essai clinique.

« La qualité et l’efficacité des thérapies cellulaires dépendent fortement de la manière dont elles sont élaborées, explique Eric Lee, directeur général du Centre de fabrication de produits biothérapeutiques. L’activité biologique des cellules dépend directement de tout ce qu’on leur a fait subir avant leur administration. »

Des applications au-delà de la COVID-19

Le SDRA est à l’origine de 10 % des admissions aux Soins intensifs. En plus de la COVID-19, la septicémie, l’influenza et le virus respiratoire syncytial (VRS) peuvent causer un SDRA. 

« Malgré des décennies de recherche, nous ne disposons toujours pas d’excellents traitements contre le SDRA », explique le Dr Shane English, coauteur principal de l’étude, scientifique principal à L’Hôpital d’Ottawa et professeur adjoint à l’Université d’Ottawa. « Les CSM pourraient être prometteuses si elles parviennent à réguler le système immunitaire afin d’atténuer la gravité de la maladie. »

Dans cet essai clinique, les participants ayant reçu un traitement faisant appel à des CSM ont montré des signes d’amélioration, mais l’équipe ne comprend pas encore pourquoi. La prochaine étape consistera à analyser des échantillons sanguins prélevés chez les patients afin de déterminer comment les CSM ont permis de remédier à leur taux de globules blancs dangereusement bas. L’équipe vérifiera ensuite si de minuscules particules libérées par les CSM, appelées exosomes, ont le même effet. Ces particules sont plus faciles à stocker et à produire que les cellules vivantes.

Les CSM pourraient constituer un outil thérapeutique prometteur lors d’une prochaine pandémie. 

« Nous avons constaté que l’administration de cellules fraîchement isolées est possible en contexte pandémique, lorsque de nombreux patients peuvent s’inscrire dans un essai clinique relativement rapidement », explique Dean Fergusson, Ph. D., coauteur principal et directeur scientifique adjoint, Recherche clinique, de même que scientifique principal à L’Hôpital d’Ottawa et professeur à l’Université d’Ottawa. « Nous avons l’expertise et les installations requises pour relancer rapidement cet essai clinique, au besoin. »