Pour empêcher 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. Cependant, la disponibilité de cellules comme celles-ci a été limitée à ce jour. Désormais, les chercheurs de Fraunhofer ont réussi à faire passer la production de cellules immunitaires personnalisées du laboratoire au niveau industriel.
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 les tests de nouveaux médicaments, par exemple. Pour obtenir ces cellules à des fins de recherche en santé, l’industrie s’est longtemps appuyée sur des donneurs humains ou a utilisé des lignées cellulaires provenant de différents types de cancer. Cependant, étant donné que chaque être humain et chaque cellule cancéreuse sont uniques, il n’a pas été possible de standardiser les processus impliqués. Cela s’avérait un problème majeur jusqu’à ce que deux chercheurs sur les cellules souches du Japon et du Royaume-Uni découvrent un énorme changement de donne en 2006, lorsqu’ils réussissent à convertir des cellules cutanées matures en cellules souches pluripotentes induites (iPSC), qui peuvent ensuite se redévelopper en différents types de cellules. En reconnaissance de cela, Shinya Yamanaka et John B. Gurdon ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine 2012 – le prix le plus rapide jamais décerné dans l’histoire de la médecine.
Entrez 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), qui exploitent désormais la capacité de ces iPSC à se diviser et à se différencier indéfiniment. Les chercheurs ont développé une méthode sans précédent pour produire en continu des cellules immunitaires spécifiques et matures à partir de ces CSPi dans des systèmes évolutifs, des applications de petite taille aux applications de taille industrielle. Cela se fait dans un appareil ressemblant à une grande boule à neige, où les cellules souches sont immergées dans une solution et maintenues constamment en mouvement. Grâce à de nouveaux bioprocédés, ils propagent en continu les cellules immunitaires ciblées. De plus, les iPSC n’ont pas besoin d’être remplacés avant environ trois mois pour maintenir une qualité constante.
Des cellules immunitaires à grande échelle
La conception ingénieuse – en 3D, au lieu de la conception 2D précédente au fond d’une boîte de Pétri – est ce qui distingue vraiment le processus. Cela signifie que les chercheurs sont capables de produire des quantités significativement plus importantes de cellules immunitaires de conception et que l’échelle peut être étendue au besoin. Comme le déclare 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 atout majeur pour l’étude et l’évaluation des médicaments. candidats parce que nous pouvons tester leur efficacité et leur innocuité directement dans des structures cibles humaines sans avoir à recourir à des expérimentations animales, qui sont en fait très longues. »
Au départ, son équipe s’est spécialisée dans les macrophages, qui sont des cellules charognardes qui combattent les bactéries et constituent un élément important de la réponse immunitaire humaine. La prochaine étape verra le professeur Lachmann et son équipe établir des tests de puissance basés sur les cellules (pour les médicaments anticancéreux, par exemple). Ces systèmes de test peuvent mesurer la puissance des médicaments biologiques et issus de la bio-ingénierie et jouer 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 cellulaires, ouvrant ainsi de nombreuses applications supplémentaires.
Une multitude d’applications
Le potentiel des cellules immunitaires de conception est énorme – pour prendre un exemple, elles peuvent être génétiquement modifiées pour s’allumer lorsqu’elles détectent des impuretés dans les médicaments, ce qui a été très laborieux à identifier jusqu’à présent. Le tissu cutané artificiel, déjà utilisé pour tester les cosmétiques, pourrait être enrichi de cellules immunitaires pour mieux reproduire les réactions d’un organisme humain. Un autre scénario possible comprendrait l’utilisation de telles 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 dans l’air. De plus, il y a l’effet thérapeutique que les cellules peuvent avoir : 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.
Avec tout cela à l’esprit, il n’est pas surprenant que les sociétés pharmaceutiques et les organismes de recherche aient déjà manifesté un vif intérêt pour le processus et soient enthousiasmés par les cellules immunitaires de conception. Comme Nico Lachmann est heureux de le confirmer : « Cette demande est un signe clair que notre technologie a un grand potentiel d’exploitation pratique – quelque chose que nous évaluons en ce moment. »
