Search

International audience; In line with the search of effective stem cell population that would progress liver cell therapy and because the rate and differentiation potential of mesenchymal stem cells (MSC) decreases with age, the current study investigates the hepatogenic differentiation potential of human fetal liver MSCs (FL-MSCs). After isolation from 11-12 gestational weeks' human fetal livers, FL-MSCs were shown to express characteristic markers such as CD73, CD90, and CD146 and to display adipocytic and osteoblastic differentiation potential. Thereafter, we explored their hepatocytic differentiation potential using the hepatogenic protocol applied for adult human liver mesenchymal cells. FL-MSCs differentiated in this way displayed significant features of hepatocyte-like cells as demonstrated in vitro by the upregulated expression of specific hepatocytic markers and the induction of metabolic functions including CYP3A4 activity, indocyanine green uptake/release, and glucose 6-phosphatase activity. Following transplantation, naive and differentiated FL-MSC were engrafted into the hepatic parenchyma of newborn immunodeficient mice and differentiated in situ. Hence, FL-MSCs appeared to be interesting candidates to investigate the liver development at the mesenchymal compartment level. Standardization of their isolation, expansion, and differentiation may also support their use for liver cell-based therapy development.

Hepatocyte transplantation has been proposed as an alternative to orthotopic liver transplantation to treat metabolic liver diseases. This approach requires preconditioning of the host liver to enhance engraftment of transplanted hepatocytes. Different methods are currently used in preclinical models: partial hepatectomy, portal ligature or embolization, and radiotherapy or chemotherapeutic drugs. However, these methods carry high risks of complications and are problematic for use in clinical practice. Here, we developed an innovative method called volumetric (distal, partial and random) portal embolization (EPV), which preserves total liver volume.METHODS: Embolization was performed in the portal trunk of C57BL6 adult mice with polyester microspheres, to ensure a bilateral and distal distribution. The repartition of microspheres was studied by angiographic and histological analysis. Liver regeneration was evaluated by Ki67 labeling. Optimal conditions for EPV were determined and the resulting regeneration was compared with that following partial hepatectomy (70%). Labeled adult hepatocytes were then transplanted and engraftment was compared between embolized (n=19) and non embolized mice (n=8). Engraftment was assessed in vivo and histologically by tracking labeled cells at day 5. RESULTS: The best volumetric embolization conditions, which resulted in the regeneration of 5% of total liver, were 8x106 10µm microspheres infused with a 29 G needle directly into the portal trunk at 3.3ml/s. In these conditions, transplanted hepatocytes engraftment was significantly higher than in control conditions (3 vs 0.65%). CONCLUSIONS: EPV is a new, minimally invasive and efficient technique to prepare the host liver for cell transplantation., La transplantation d’hépatocytes dans le foie est un procédé séduisant pour corriger la fonction hépatique et permettre peut-être d’éviter la transplantation d’organe. Actuellement, la greffe de cellules hépatiques a été envisagée pour corriger le déficit métabolique des patients ayant une maladie hépatique métabolique héréditaire, dont le foie est par ailleurs normal. Les résultats des essais cliniques d’allotransplantation ou d’autotransplantation d'hépatocytes génétiquement modifiés montrent une prise de greffe insuffisante et, dans la plupart des études, un effet thérapeutique transitoire. Ces résultats ont incité à développer des modèles animaux précliniques pour tester des procédés facilitant la prise de greffe. L’intégration des hépatocytes dans les travées hépatocytaires et leur prolifération permet de préparer le foie à greffer par stimulation de la régénération hépatique. Ces deux procédés sont aujourd'hui utilisés en routine dans ces modéles expérimentaux: l’hépatectomie partielle ou l’embolisation portale. Néanmoins, ces deux techniques de stimulation de la régénération hépatique sont difficilement applicables à la pratique clinique car la résection chirurgicale du foie comporte des risques majeurs et l’embolisation portale "classique", c’est-à-dire l’obstruction des grosses veines sectorielles du foie, est responsable d'une embolisation anatomique avec une atrophie ou une destruction partielle de la partie du foie embolisé. Par ces procédés, certes la régénération est stimulée à hauteur de 20% mais seulement sur une partie du volume hépatique (environ 50%) avec diminution du volume accessible à la greffe sans compter les risques liés à l'atrophie ou à la resection chirurgicale du reste du foie.Nous avons donc proposé une nouvelle approche de stimulation de la régénération hépatique chez la souris. Nous avons utilisé une embolisation portale volumétrique à l’aide de microbilles allant très loin dans tout le foie. Il s’agit donc de l’embolisation d'un pourcentage du volume global hépatique sans altération anatomique (lobe) du foie. Ainsi, les traumatismes nécessaires à la préparation du foie pour augmenter la prolifération seront mieux répartis dans la totalité du foie et devraient avoir moins de conséquences sur la fonction hépatique, contrairement à l’embolisation partielle dite anatomique. Un autre effet serait la préservation de l’accessibilité à tout le volume du foie des cellules à greffer et non plus à la partie non embolisée du foie ce qui devrait d’augmenter le nombre de cellules injectées donc transplantées par une même préparation.Nous devons encore évaluer les repercutions hépatiques à long terme (>J21) des conditions d'embolisation volumétrique à plus fort taux de régénération mais qui implique des lésions de nécrose hépatique. Avant de passer sur des modéles cliniques, une évaluation de l’embolisation volumétrique sur un animal plus gros (rat ou maquaque) avec déficit métabolique est nécéssaire. Par ailleurs, cette nouvelle préparation du foie doit être optimisée pour une application clinique à moyen terme avec des injections séquentielles de microsphères et l’utilisation de microsphères résorbables, ce qui permettrait d’obstruer plus de sinusoïdes sans accumulation du matériel dans les branches portales, et ainsi augmenter le signal de régénération.Si ces résultats se confirment, notamment chez l’animal, ce nouveau procédé permettrait d’améliorer la prise de greffe de façon significative dans l’ensemble du parenchyme hépatique et de pouvoir transplanter un plus grand nombre de cellules. L’intérêt de cette technique peu invasive la rend d’autant plus applicable chez l’homme car l’architecture du foie est préservée. De réels progrès dans la thérapie cellulaire hépatique devront permettre dans le futur de mieux traiter les patients atteints de maladies métaboliques héréditaires.

Two of the crucial aspects of human immunodeficiency virus (HIV) infection are (i) viral persistence in reservoirs (precluding viral eradication) and (ii) chronic inflammation (directly associated with all-cause morbidities in antiretroviral therapy (ART)-controlled HIV-infected patients). The objective of the present study was to assess the potential involvement of adipose tissue in these two aspects. Adipose tissue is composed of adipocytes and the stromal vascular fraction (SVF); the latter comprises immune cells such as CD4+ T cells and macrophages (both of which are important target cells for HIV). The inflammatory potential of adipose tissue has been extensively described in the context of obesity. During HIV infection, the inflammatory profile of adipose tissue has been revealed by the occurrence of lipodystrophies (primarily related to ART). Data on the impact of HIV on the SVF (especially in individuals not receiving ART) are scarce. We first analyzed the impact of simian immunodeficiency virus (SIV) infection on abdominal subcutaneous and visceral adipose tissues in SIVmac251 infected macaques and found that both adipocytes and adipose tissue immune cells were affected. The adipocyte density was elevated, and adipose tissue immune cells presented enhanced immune activation and/or inflammatory profiles. We detected cell-associated SIV DNA and RNA in the SVF and in sorted CD4+ T cells and macrophages from adipose tissue. We demonstrated that SVF cells (including CD4+ T cells) are infected in ART-controlled HIV-infected patients. Importantly, the production of HIV RNA was detected by in situ hybridization, and after the in vitro reactivation of sorted CD4+ T cells from adipose tissue. We thus identified adipose tissue as a crucial cofactor in both viral persistence and chronic immune activation/inflammation during HIV infection. These observations open up new therapeutic strategies for limiting the size of the viral reservoir and decreasing low-grade chronic inflammation via the modulation of adipose tissue-related pathways., Author Summary Chronic immune activation/inflammation and viral persistence in reservoirs are important features of chronic HIV infection—even in patients receiving ART. We sought to evaluate the involvement of adipose tissue in chronic HIV/SIV infections. Adipose tissue accounts for 15 to 20% of the body weight, contains both adipocytes and (within the stromal vascular fraction) immune cells, and exerts crucial metabolic and immune activities. We postulated that adipose tissue might provide an ideal environment for HIV persistence and immune inflammation. We first showed that viremic SIV-infected macaques had elevated levels of immune activation and inflammation in adipose tissue, and that both resident CD4+ T cells and macrophages were infected. In similar experiments in ART-controlled HIV-infected patients, HIV DNA was detected in the stromal vascular fraction of adipose tissue (more specifically, in adipose tissue CD4+ T cells). Replication-competent HIV was detected in ex vivo- activated, sorted adipose tissue CD4+ T cells from six aviremic, ART-treated patients. Thus, adipose tissue may constitute a viral reservoir and be involved in long-term immune activation and inflammation—even in ART-suppressed patients. Given that adipose tissue is strongly regulated by both metabolic and immune pathways, modulating adipose tissue may constitute a valuable means of limiting both viral persistence and chronic inflammation in HIV-infected patients even ART-controlled.