Cellules immunitaires de conception pour la découverte de médicaments et les tests de puissance et de sécurité
Des essais thérapeutiques précis - éviter l'expérimentation animale
Pour éviter les tests sur les animaux et créer des moyens encore plus précis de tester les thérapeutiques, l'industrie pharmaceutique se tourne de plus en plus vers les cellules immunitaires humaines. Toutefois, la disponibilité de telles cellules était jusqu'à présent limitée. Aujourd'hui, les chercheurs de Fraunhofer ont réussi à faire passer la production de cellules immunitaires personnalisées du laboratoire au niveau industriel.
Le professeur Lachmann utilise différents systèmes évolutifs pour produire en continu des cellules immunitaires humaines matures spécifiques à partir de cellules souches pluripotentes induites.
© Fraunhofer ITEM
Les cellules immunitaires humaines et les préparations de cellules immunitaires jouent un rôle de plus en plus important dans la médecine moderne - dans les nouveaux traitements contre le cancer et dans le développement et l'essai de nouveaux médicaments, par exemple. Pour obtenir ces cellules à des fins de recherche dans le domaine de la santé, l'industrie a longtemps compté sur des donneurs humains ou utilisé des lignées cellulaires provenant de différents types de cancer. Cependant, chaque être humain et chaque cellule cancéreuse étant unique, il n'était pas possible de normaliser les processus concernés. Cela s'est avéré un problème majeur jusqu'à ce que deux chercheurs en cellules souches du Japon et du Royaume-Uni découvrent en 2006 un énorme changement de donne, lorsqu'ils ont réussi à convertir des cellules de peau matures en cellules souches pluripotentes induites (iPSC), qui peuvent ensuite se redévelopper en différents types de cellules. En reconnaissance de ces travaux, Shinya Yamanaka et John B. Gurdon ont reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2012 - le prix le plus rapidement décerné dans l'histoire de la médecine.
Le professeur Nico Lachmann et son équipe de l'Institut Fraunhofer de toxicologie et de médecine expérimentale ITEM et de la faculté de médecine de Hanovre (MHH) exploitent désormais la capacité de ces iPSC à se diviser et à se différencier indéfiniment. Les chercheurs ont mis au point une méthode sans précédent pour produire en continu des cellules immunitaires spécifiques et matures à partir de ces iPSC dans des systèmes évolutifs - des applications de petite taille aux applications industrielles. Cette méthode est mise en œuvre dans un dispositif ressemblant à une grosse boule à neige, où les cellules souches sont immergées dans une solution et maintenues constamment en mouvement. Grâce à de nouveaux bioprocédés, elles propagent en permanence les cellules immunitaires ciblées. De plus, les iPSC ne doivent être remplacées qu'au bout de trois mois environ afin de maintenir une qualité constante.
Des cellules immunitaires à grande échelle
La conception ingénieuse - en 3D, au lieu de la conception précédente en 2D au fond d'une boîte de Pétri - est ce qui rend le processus vraiment remarquable. Cela signifie que les chercheurs sont en mesure de produire des quantités beaucoup plus importantes de cellules immunitaires de conception et que l'échelle peut être étendue selon les besoins. Comme l'indique le professeur Lachmann : "Nous avons passé trois ans à rechercher le milieu, l'angle et la vitesse idéaux pour la production standardisée de cellules immunitaires à partir d'iPSC et nous avons ajusté à plusieurs reprises de nombreux paramètres en cours de route. Cette méthode optimisée est un grand atout pour l'étude et l'évaluation des candidats-médicaments, car nous pouvons tester leur efficacité et leur sécurité directement dans les structures cibles humaines, sans avoir recours à l'expérimentation animale, qui est en fait un long chemin à parcourir."
Dans un premier temps, son équipe s'est spécialisée dans les macrophages, des cellules charognardes qui combattent les bactéries et constituent un élément important de la réponse immunitaire humaine. La prochaine étape consistera pour le professeur Lachmann et son équipe à mettre au point des tests de puissance basés sur les cellules (pour les médicaments anticancéreux, par exemple). Ces systèmes d'essai peuvent mesurer la puissance des médicaments biologiques et issus de la bio-ingénierie et jouent un rôle essentiel dans le contrôle de la qualité et les tests de libération des ingrédients actifs et des médicaments. Sur la base de leur technologie clé pour la production continue de macrophages, les chercheurs ont également l'intention de développer de nouveaux procédés de fabrication pour divers produits de cellules immunitaires entièrement standardisés et des immunothérapies à base de cellules, ouvrant ainsi la voie à de nombreuses autres applications.
Une multitude d'applications
Le potentiel des cellules immunitaires de conception est énorme - pour prendre un exemple, elles peuvent être génétiquement modifiées pour s'illuminer lorsqu'elles détectent des impuretés dans les médicaments, ce qui était jusqu'à présent très laborieux à identifier. Les tissus de peau artificielle, qui sont déjà utilisés pour tester les cosmétiques, pourraient être enrichis de cellules immunitaires afin de mieux reproduire les réactions d'un organisme humain. Autre scénario possible : l'utilisation de ces cellules pour tester la qualité de l'air. Lorsque les gens respirent, leurs macrophages et autres cellules immunitaires sont les premiers à réagir aux polluants présents dans l'air. En outre, ces cellules pourraient avoir un effet thérapeutique : À l'avenir, des cellules immunitaires spécifiquement adaptées et produites artificiellement pourraient même être utilisées pour guérir des maladies chez les patients, comme le cancer.
Dans ces conditions, il n'est pas surprenant que les entreprises pharmaceutiques et les organismes de recherche aient déjà manifesté un vif intérêt pour ce procédé et soient enthousiastes à l'idée de créer des cellules immunitaires. Comme Nico Lachmann est heureux de le confirmer : "Cette demande est un signe clair que notre technologie a un grand potentiel d'exploitation pratique - ce que nous sommes en train d'évaluer en ce moment."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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