L’Hôpital Shriners pour enfants de St. Louis ouvre la voie dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde

En tant que directeur de la recherche à l’Hôpital Shriners pour enfants de St. Louis, il peut être surprenant que Farshid Guilak, Ph.D., a consacré sa carrière à guérir l’arthrite.

Le Dr Guilak, co-directeur du Centre de médecine régénérative de la Washington University et ingénieur biomédical ayant étudié les maladies articulaires au cours des 35 dernières années, a rejoint l’équipe de Gateway City il y a un peu plus de cinq ans pour continuer à développer un traitement pour une variété de maladies, y compris l’arthrose, quelque chose traditionnellement considéré comme une maladie de vieillesse.

Les enfants sont loin d’être exclus d’une maladie débilitante qui, selon le Dr Guilak, peut les priver de leur capacité à être simplement des enfants, en partie parce qu’elle peut être difficile et douloureuse à traiter. Lui et son équipe espèrent changer cela.

L’arthrite touche aussi les enfants

S’appuyant sur des percées antérieures et dans le but de développer des traitements contre la polyarthrite rhumatoïde avec des effets secondaires minimes, le Dr Guilak et son équipe ont des cellules génétiquement modifiées qui, lorsqu’elles sont implantées chez des souris, délivrent un médicament biologique en réponse à l’inflammation. Les nouveaux résultats ont été publiés en ligne le 1er septembre dans la revue Science Advances.

Les cellules modifiées ont réduit l’inflammation et empêché un type de dommage osseux, connu sous le nom d’érosion osseuse. La polyarthrite rhumatoïde touche près de 1,3 million d’adultes aux États-Unis. Chez les enfants, on parle souvent d’arthrite idiopathique juvénile, ce qui affecte plus de 300 000 enfants aux États-Unis. Ceux qui luttent contre l’arthrite voient leurs articulations gonfler, éprouvent des douleurs importantes et présentent des symptômes associés comme la fatigue, la dépression et certains problèmes cardiaques.

« Notre laboratoire utilise ce que nous appelons une approche multidisciplinaire. Nous l’étudions en utilisant l’ingénierie, la biologie, la chimie, les matériaux; tous des domaines différents. Nous essayons de combiner les dernières technologies de tous les domaines afin de comprendre l’arthrite et de développer de nouveaux remèdes et de nouveaux traitements pour ces enfants qui souffrent d’arthrite inflammatoire comme l’arthrite juvénile ou, étonnamment, d’arthrose. Tant d’enfants l’ont maintenant pour diverses raisons. C’est presque une épidémie. »

Guilak dit que les enfants souffrent d’arthrose à cause de blessures sportives, ainsi que la prévalence en augmentation rapide de l’obésité, qu’il a qualifiée de facteur de risque évitable principal de la maladie. Beaucoup d’enfants ont aussi une dysplasie de la hanche, ou des déformations de la hanche, qui conduisent au développement rapide de l’arthrose.

« Certains de nos enfants à l’hôpital subissent des remplacements articulaires à l’adolescence, ce qui n’est vraiment pas quelque chose que nous voulons faire », a-t-il déclaré. « Mon objectif a été d’essayer de comprendre ces maladies et de faire de notre mieux pour développer de nouveaux remèdes et de nouveaux traitements à l’Hôpital Shriners. »

Bon nombre de ces traitements modernes impliquent l’administration de médicaments biologiques. Ceux-ci suppriment essentiellement le système immunitaire, mais ils fonctionnent chez peut-être la moitié des patients. Le Dr Guilak a déclaré qu’un gros problème avec ces médicaments est que le dosage est difficile. De plus, si vous supprimez le système immunitaire, les patients ont un risque accru d’infection et un risque accru de certains cancers. De plus, ces médicaments sont chers. Lorsqu’il est administré parfois jusqu’à deux fois par semaine, le coût peut rapidement dépasser plus de 25 000 $ par année. Le pire effet secondaire, surtout pour les enfants, est peut-être que les injections répétées de ces médicaments sont douloureuses.

Cellules intelligentes et super souris

Alors, où se trouve la solution? Potentiellement avec ce qu’on appelle affectueusement les « super souris » et les cellules SMART. L’acronyme SMART signifie en français Cellules souches modifiées pour la thérapie régénérative autonome, mais décrit également avec justesse leur fonctionnement.

« Notre pensée était, pouvons-nous développer un système utilisant des cellules vivantes et amener les cellules à créer ces médicaments dans votre corps? De cette façon, les cellules pourraient fabriquer et délivrer en continu des médicaments biologiques utilisés pour combattre l’arthrite », a déclaré le Dr Guilak. « Maintenant, le problème est que nous ne voulons pas que les médicaments jaillissent dans votre corps de manière incontrôlée, mais plutôt, nous voulons qu’ils soient très adaptés au niveau de maladie que vous avez. »

Cette ligne d’étude a en fait commencé il y a plusieurs années, lorsque l’équipe a proposé ce concept de cellule SMART avec une génétique reprogrammée.

« Je le compare à un iPhone, où nous installons simplement une petite application qui détecte l’inflammation et lorsque la cellule sent qu’il y a une inflammation, elle active le médicament », a déclaré le Dr Guilak. « Et lorsque l’inflammation diminue, le médicament cesse d’être fabriqué. »

L’arthrite et les maladies similaires entraînent des poussées, où la maladie augmente en intensité. Les personnes souffrant de la maladie peuvent avoir quelques heures d’inflammation accrue, mais cela peut aussi durer des jours. Elles n’ont besoin de médicaments que pendant une certaine période de temps, donc ils ont créé des cellules capables de le faire. L’équipe de recherche a créé un petit disque d’environ un quart de pouce de diamètre et d’environ un millimètre d’épaisseur qu’ils peuvent ensuite mettre sous la peau. Il peut rester en dormance pendant des mois sans rien faire. Mais s’il détecte une inflammation, il active le médicament qui combat l’arthrite.

« Bien que les produits biologiques aient révolutionné le traitement de l’arthrite inflammatoire, l’administration continue de ces médicaments entraîne souvent des effets indésirables, notamment un risque accru d’infection », a déclaré la Dre Christine Pham, directrice de la division de rhumatologie, dans un communiqué préparé par la Washington University. « L’idée de fournir de tels médicaments à la demande en réponse à des poussées d’arthrite est extrêmement attrayante pour ceux d’entre nous qui travaillent avec des patients atteints d’arthrite, car l’approche pourrait limiter les effets indésirables qui accompagnent l’administration continue à haute dose de ces médicaments. »

« Cela prendra quelques années. Mais si cela fonctionne, alors ce que nous pourrions faire, c’est éliminer les injections plusieurs fois par semaine pour ces maladies inflammatoires, ce qui est très difficile pour les enfants. Nous pourrions simplement placer un implant sous leur peau et leur délivrer les médicaments dont ils ont besoin pour traiter l’arthrite dès qu’ils en ont besoin, automatiquement et d’une manière qui ne provoque pas d’effets secondaires », a déclaré le Dr Guilak. « En ce moment, c’est un peu de la science-fiction, et nous avons du travail à faire, mais nous avons toutes les pièces en place, et j’espère que nous y arriverons éventuellement. »

Applications illimitées

La prochaine étape consiste à tester pour voir combien de temps ces implants survivront et à quel point ils fonctionnent.

« Nous les avons testés pendant quelques mois, ce qui est formidable, mais nous aimerions idéalement qu’ils durent un an ou deux à l’intérieur du corps », a déclaré le Dr Guilak. « Ensuite, nous voulons en faire des versions plus complexes, car ce n’est pas une seule molécule qui provoque l’inflammation. C’est toute une famille de molécules. Nous pouvons donc fabriquer des implants qui traitent chaque molécule différente, mais de manière très spécifique. Et c’est en quelque sorte la partie intelligente de ces cellules. C’est qu’elles peuvent détecter l’une par rapport à l’autre. »

Le Dr Guilak a déclaré qu’une grande partie du succès de la recherche dépend de la façon dont l’équipe est constituée et du partenariat unique entre les Hôpitaux Shriners pour enfants et la Washington University. Il supervise le laboratoire, l’un des plus grands laboratoires de recherche musculo-squelettique du pays axé sur les maladies pédiatriques, composé d’environ 30 membres du personnel de laboratoire, dont des étudiants diplômés de la Washington University, des boursiers postdoctoraux et du personnel.

« Notre équipe est vraiment importante pour ce type de projet. Ce sont des projets énormes, et il faut un certain nombre de personnes qui travaillent ensemble pendant des années. Ce projet a duré quatre ou cinq ans avec près d’une dizaine de personnes travaillant dessus. Mais c’est vraiment une équipe et un groupe. Nous sommes en mesure d’attirer les chercheurs les plus brillants et les plus talentueux de la région pour travailler sur ces projets. Notre stratégie a donc été de construire ces équipes collaboratives où tout le monde est intéressé à résoudre le même problème, et où tout le monde met son égo de côté et se disent, d’accord, voici comment nous devons résoudre le problème en travaillant ensemble.

Le Dr Guilak a déclaré que l’atmosphère unique de l’Hôpital Shriners pour enfants de St. Louis rend également cela possible.

« C’est juste un travail merveilleux. J’adore les Shriners, leur générosité, leur enthousiasme », a déclaré le Dr Guilak. « L’autre partie vraiment incroyable de notre travail est que nous sommes en fait à l’hôpital. Ainsi, lorsque nous entrons dans le laboratoire, nous voyons les enfants qui sont venus du monde entier pour recevoir des soins aux Shriners. Et c’est vraiment une merveilleuse motivation pour nous de savoir pourquoi nous faisons ce que nous faisons.

En plus des Hôpitaux Shriners pour enfants, ce travail a été soutenu par le National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases, le National Institute on Aging, le National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, le National Cancer Institute et le Office of the Director of the National Institutes of Health.

Un soutien supplémentaire est venu de la Nancy Taylor Foundation for Chronic Diseases, de la Arthritis Foundation et de la Phillip and Sima Needleman Fellowship du Centre de médecine régénérative de la Washington University.

Lisez l’article de recherche complet et un communiqué de la Washington University.