Dans cette interview, NewsMedical parle à James Brady de la thérapie cellulaire et de la transformation du domaine du génie génétique.
Sommaire
Comment les récentes avancées en matière de génie génétique ont-elles propulsé les thérapies cellulaires à l’avant-garde des progrès médicaux ?
Les premières thérapies cellulaires qui reposaient sur des cellules non modifiées présentaient souvent une faible efficacité thérapeutique en raison de la clairance rapide des cellules transfusées ou des interactions inefficaces entre les cellules effectrices et cibles.
Bon nombre de ces lacunes thérapeutiques ont été comblées grâce aux progrès récents des technologies de délivrance de gènes non viraux et des outils d’édition génétique de précision, tels que CRISPR, l’édition de base et l’édition principale.
Désormais, nous pouvons concevoir des cellules immunitaires pour cibler les tumeurs en introduisant des gènes qui expriment des récepteurs spécifiques de l’antigène, et nous pouvons augmenter la puissance thérapeutique en éliminant les gènes qui codent pour les inhibiteurs de points de contrôle ou les molécules HLA non-soi. Nous pouvons également corriger des mutations causant des maladies ou augmenter les capacités de réparation cellulaire des cellules souches pour des applications en médecine régénérative.
Qu’est-ce que l’électroporation et comment cette technique a-t-elle révolutionné le génie génétique ?
L’électroporation est une technique permettant de créer des perturbations temporaires de la membrane cellulaire grâce à la brève application d’impulsions électriques. Il existe de multiples applications pour l’électroporation, mais dans le contexte de la thérapie cellulaire, l’électroporation est principalement utilisée pour introduire du matériel génétique et d’autres molécules dans les cellules.
L’électroporation est très puissante car elle est compatible avec un large éventail de types de cellules et d’agents de chargement, elle permet des manipulations complexes de la fonction cellulaire et offre une plus grande évolutivité et cohérence que les autres méthodes de transfection. De plus, avec l’instrumentation appropriée, la technologie assure la conformité réglementaire et peut être utilisée en clinique avec un impact minimal sur la viabilité des cellules des patients.
Crédit d’image : MaxCyte, Inc.
Pourriez-vous nous éclairer sur le rôle de l’électroporation dans l’ingénierie cellulaire à des fins thérapeutiques ?
L’électroporation peut introduire des séquences génétiques composées d’acides nucléiques dans la cellule pour produire des protéines qui augmentent ou améliorent les fonctions cellulaires. Alternativement, des molécules peuvent être introduites pour supprimer ou modifier des séquences génétiques endogènes à l’aide de CRISPR et d’autres technologies d’édition génétique.
Certaines applications de l’édition génétique incluent la correction de mutations qui provoquent des maladies ou la prévention de l’expression de protéines qui suppriment l’activité des cellules immunitaires.
Quels défis dans le développement de la thérapie cellulaire MaxCyte® L’électroporation aide-t-elle les chercheurs à surmonter ?
Premièrement, la technologie d’électroporation de MaxCyte offre une alternative à la délivrance de gènes avec des vecteurs viraux, dont la fabrication est coûteuse et présente des défis associés à l’intégration génomique aléatoire et aux réactions immunitaires potentielles aux composants viraux.
Deuxièmement, contrairement à d’autres technologies de transfection qui ne sont compatibles qu’avec une gamme limitée de cellules et d’agents de charge, l’électroporation MaxCyte facilite des stratégies d’ingénierie cellulaire complexes basées sur l’introduction de grosses molécules et de combinaisons de molécules dans un large éventail de types de cellules primaires, y compris les cellules sanguines. et les cellules souches.
Enfin, la plateforme d’électroporation de MaxCyte offre une évolutivité des processus véritablement transparente. Les résultats générés dans un laboratoire de recherche utilisant quelques millions de cellules peuvent être transposés en clinique en utilisant des milliards de cellules sans effectuer d’études complexes de réoptimisation.
Pouvez-vous expliquer comment l’électroporation permet la livraison efficace de diverses charges génétiques dans les cellules et pourquoi cette polyvalence est importante ?
Un avantage majeur de l’électroporation est qu’elle permet aux utilisateurs de contrôler les niveaux souhaités d’efficacité de transfection et de viabilité cellulaire en modifiant le protocole d’électroporation et en titrant les concentrations d’agent de charge.
En outre, contrairement aux méthodes de transfection basées sur des réactifs, l’électroporation a lieu en moins d’une seconde, ce qui permet de contrôler le moment de la transfection. Ceci est important pour les applications où des expositions prolongées à des agents de chargement ou à des réactifs de transfection peuvent avoir des conséquences biologiques indésirables.
Dans le contexte de l’ingénierie cellulaire, pourquoi choisir l’électroporation plutôt que d’autres techniques de transfection, telles que les vecteurs viraux et les vésicules lipidiques ?
L’électroporation permet l’introduction simultanée de plusieurs types de molécules, notamment les RNP, les grosses molécules d’ADN, les ARN messagers et les oligonucléotides ou siARN plus petits. Cette polyvalence n’est généralement pas fournie par d’autres technologies de transfection, notamment les vésicules lipidiques, qui sont généralement formulées pour s’adapter uniquement à des catégories spécifiques d’agents de charge.
Comme mentionné précédemment, l’électroporation présente plusieurs avantages par rapport aux vecteurs viraux, qui sont impactés par des coûts de fabrication élevés, le manque de contrôle sur l’intégration génomique et l’immunogénicité potentielle.
Qu’est-ce que l’électroporation en flux et comment ça marche ?
L’électroporation traditionnelle est appelée électroporation statique car la plupart des instruments d’électroporation ne permettent pas le mouvement des cellules vers et depuis la chambre d’électroporation pendant le processus de transfection, ce qui limite le nombre de cellules pouvant être traitées en même temps.
En revanche, l’électroporation en flux peut transfecter des milliards de cellules au cours d’une seule opération, sur la base d’un processus qui utilise une extraction progressive et douce de fractions plus petites dans la chambre d’électroporation. Toutes les fractions sont traitées de manière identique et sont regroupées en un seul lot cohérent à la fin de l’opération.
Le mouvement des cellules est entièrement contrôlé par le logiciel et le matériel de l’instrument. Le mouvement automatisé des cellules offre une évolutivité et une standardisation des processus bien supérieures à celles de l’électroporation statique.
Également avec l’électroporation en flux de MaxCyte® Grâce à cette technologie, les cellules sont aspirées dans la chambre via une légère pression négative obtenue par pompage d’air. Ainsi, les cellules ne sont jamais exposées aux contraintes de cisaillement liées à la compression par les pompes péristaltiques et une viabilité cellulaire élevée est maintenue.
Comment Flow Electroporation rationalise-t-il la production de thérapie cellulaire et quels avantages cela offre-t-il aux chercheurs et aux patients ?
La technologie Flow Electroporation de MaxCyte peut transfecter des milliards de cellules en un seul lot, permettant ainsi la fabrication de thérapies cellulaires autologues et allogéniques. De plus, les instruments d’électroporation de MaxCyte peuvent être intégrés dans un flux de travail d’ingénierie cellulaire entièrement fermé et conforme aux BPF.
Ces deux avantages, l’évolutivité et l’intégration fermée du flux de travail, pallient aux inconvénients des méthodes conventionnelles d’électroporation statique et de transfection basée sur des réactifs, qui impliquent généralement plusieurs étapes de manipulation manuelle qui introduisent de la variabilité et d’autres sources d’erreur.
Pouvez-vous nous en dire plus sur l’utilisation de l’électroporation pour le développement des cellules CAR T et son impact sur le traitement des patients ?
Les thérapies CAR T sont de plus en plus sophistiquées. Outre l’introduction de la cassette d’expression CAR, la fabrication de CAR T implique souvent des étapes supplémentaires d’ingénierie cellulaire, notamment l’inactivation de gènes codant pour des inhibiteurs de points de contrôle, des récepteurs endogènes et des antigènes cibles.
Bien que le gène CAR soit souvent administré de manière virale, l’inactivation du gène se fait généralement par électroporation. De plus, il existe une tendance croissante à introduire des gènes CAR par électroporation, soit en employant des transposons à la place de vecteurs viraux, soit en intégrant le CAR via une recombinaison homologue médiée par CRISPR.
Ainsi, l’électroporation offre de multiples avantages aux patients en permettant des stratégies thérapeutiques qui donnent une plus grande efficacité grâce à une puissance plus élevée, une évolutivité constante et une persistance accrue des cellules transfusées.
Le Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) a récemment utilisé l’électroporation MaxCyte dans un protocole automatisé de production de lymphocytes T recombinants. Pourriez-vous expliquer les avantages de l’utilisation de l’électroporation dans cette approche ?
DKFZ a développé une approche non virale de l’expression du CAR en utilisant des vecteurs d’ADN non intégrateurs introduits dans les cellules T des patients via la technologie d’électroporation de MaxCyte.
En plus de surmonter les limites de la délivrance de gènes viraux évoquées précédemment, la technologie d’électroporation conforme aux BPF de MaxCyte a fourni à DKFZ une évolutivité, une connectivité fermée avec les étapes de processus en amont et en aval et un contrôle amélioré des résultats du processus. Enfin, le groupe DKFZ a publié des données démontrant que l’électroporation MaxCyte produisait moins de modifications des modèles d’expression génique dans les cellules T par rapport à l’administration lentivirale de CAR.
Crédit d’image : MaxCyte, Inc.
Dans l’étude de Carl June qui a utilisé l’électroporation MaxCyte pour délivrer des RNP CRISPR, quelles ont été les principales conclusions et implications pour l’amélioration des thérapies à base de lymphocytes T dans les essais cliniques ?
L’article du groupe du Dr June de l’Université de Pennsylvanie décrit un premier essai clinique de phase 1 chez l’homme qui a démontré la faisabilité de l’édition multiplex CRISPR, permise par l’électroporation MaxCyte, pour améliorer l’efficacité thérapeutique des cellules T qui ont également été conçues. pour exprimer un récepteur de lymphocytes T ciblant la tumeur.
En éliminant les gènes codant pour les chaînes alpha et bêta du récepteur endogène des lymphocytes T et l’inhibiteur du point de contrôle PD-1, les cellules ont montré une plus grande in vitro activité de destruction cellulaire. L’évaluation de plusieurs patients a montré une persistance prolongée des cellules modifiées sans signe de toxicité clinique.
Comment MaxCyte accélère-t-il la recherche innovante en applications cliniques ?
Un avantage clé de l’approche d’électroporation de MaxCyte est que le même instrument peut être utilisé pour une électroporation statique à petite échelle avec quelques millions de cellules et pour une électroporation en flux à l’échelle clinique avec des milliards de cellules.
Cela permet aux données et aux protocoles d’être traduits de manière transparente du laboratoire de recherche en un processus clinique conforme aux BPF, éliminant ainsi le besoin de longues études de réoptimisation.
De plus, la technologie de MaxCyte, initialement développée pour un usage clinique, a été validée dans des dizaines d’essais cliniques pour un large éventail d’applications thérapeutiques. En plus de fournir la meilleure technologie de sa catégorie, MaxCyte donne à ses clients et partenaires l’accès à une équipe hautement qualifiée d’experts scientifiques, techniques et réglementaires qui guideront les utilisateurs à travers toutes les phases du développement thérapeutique.
À propos de James Brady
Le Dr Brady est un professionnel expérimenté de l’industrie de la biotechnologie possédant une expertise en thérapie génique et cellulaire, en produits biologiques et en découverte de médicaments. Auparavant, il était scientifique principal chez Genetic Therapy, une filiale de Novartis, où il a travaillé sur des traitements de thérapie génique à base de lentiviraux et chef de groupe chez MetaMorphix, gérant les programmes de recherche transgénique et génétique de l’entreprise.
Le Dr Brady est titulaire d’une maîtrise en administration des affaires en finance de l’Université Johns Hopkins. Il a complété son stage postdoctoral au National Eye Institute des National Institutes of Health à Bethesda, dans le Maryland, après avoir obtenu un doctorat en génétique de l’Université d’Indiana à Bloomington et un baccalauréat ès sciences en biologie du College of William and Mary en Virginie.
À propos de MaxCyte, Inc.
MaxCyte est une société commerciale de premier plan en ingénierie cellulaire qui se concentre sur la fourniture de plateformes technologiques permettant de faire progresser la recherche cellulaire innovante ainsi que la découverte, le développement et la commercialisation de thérapies cellulaires de nouvelle génération. Au cours des 20 dernières années, nous avons développé et commercialisé notre technologie exclusive d’électroporation en flux.® plate-forme, qui facilite l’ingénierie complexe d’une grande variété de cellules.
Notre plateforme ExPERT™, basée sur notre technologie d’électroporation en flux, a été conçue pour soutenir le marché de la thérapie cellulaire en expansion rapide et peut être utilisée dans tout le continuum du secteur de la thérapie cellulaire à forte croissance, depuis la découverte et le développement jusqu’à la commercialisation des prochaines technologies. génération, les médicaments à base de cellules. La famille de produits ExPERT comprend : quatre instruments, l’ATx™, le STx™, le GTx™ et le VLx™ ; un portefeuille d’assemblages de traitement ou de produits jetables exclusifs ; et protocoles logiciels, tous soutenus par un solide portefeuille mondial de propriété intellectuelle.
