Fabrication automatisée de thérapies cellulaires pour le traitement de l'arthrose

Robots à 6 axes contrôlés automatiquement transportent des cellules et des matériaux à l'intérieur des installations. Grâce aux pinces spécialement conçues, il est possible de déplacer des objets de différentes formes et tailles. (© Fraunhofer IPT)

Dans les bioreacteurs, les cellules sont multipliées par plusieurs fois. Elles sont prélevées dès que le nombre de cellules souhaité est atteint. Le contrôle de la température et de la composition en gaz, le comptage des cellules ainsi que le prélèvement sont entièrement automatisés. (© Fraunhofer IPT)

L'arthrose et d'autres maladies graves pourront à l'avenir être traitées avec succès par des thérapies cellulaires, si l'on parvient à produire à grande échelle les matières premières pour ces nouveaux médicaments et principes actifs à moindre coût. À cette fin, une équipe de chercheurs internationale développe dans le cadre du projet européen « AutoCRAT » une plateforme de fabrication entièrement automatisée, permettant de produire industriellement des cellules cartilagineuses et souches pour le traitement de l'arthrite. L'Union européenne soutient ce projet de recherche prometteur, dirigé par l'Université nationale irlandaise NUI Galway, avec une subvention de 7,45 millions d'euros ; l'institut Fraunhofer pour la technologie de production IPT, basé à Aachen, est responsable de la mise en œuvre et du développement ultérieur de la technologie de l'installation.

Pour la fabrication des cellules, les partenaires du projet misent sur des systèmes de laboratoires entièrement automatisés et assistés par robot. Cela doit garantir que les principes actifs issus des produits cellulaires puissent être obtenus à moindre coût et avec une qualité constante, sans processus manuels laborieux en laboratoire. Les thérapeutiques sont basées sur des protéines dérivées de cellules souches, de l'ARN et des nanoparticules biologiques, appelées vésicules extracellulaires, qui se sont déjà révélées efficaces dans le traitement de l'arthrose. L'usine AutoCRAT accélère le développement et augmente la disponibilité de ces thérapies cellulaires, afin qu'elles puissent être fournies plus rapidement et à moindre coût aux patients atteints de maladies chroniques.

Déjà aujourd'hui, des thérapies cellulaires sont testées pour un large éventail de maladies, notamment les maladies dégénératives, les réactions immunitaires et inflammatoires, mais aussi le cancer. Selon l'approche thérapeutique, différents types de cellules sont utilisés : des cellules souches, des cellules adultes provenant des tissus du patient, ou encore des cellules du système immunitaire. La mise en œuvre de cellules vivantes en tant que médicaments nécessite toutefois des processus de production complexes. Leurs processus de fabrication sont actuellement encore relativement inefficaces et ne peuvent être réalisés que par des biotechnologues hautement qualifiés dans des environnements en salle blanche. Bien que les études cliniques montrent de plus en plus de possibilités de traitement performantes pour les patients, la disponibilité des thérapeutiques resterait limitée sans l'automatisation des laboratoires face à la forte demande future.

En automatisant complètement les processus de laboratoire jusqu'ici largement manuels, les partenaires de la recherche dans le projet AutoCRAT souhaitent faciliter l'utilisation thérapeutique des cellules souches : le projet se concentre d'abord sur le développement d'un traitement efficace de l'arthrose, mais il posera également les bases pour d'autres thérapies basées sur les cellules.

Ce projet de recherche international est dirigé par l'Université nationale irlandaise NUI Galway. NUI Galway et l'institut Fraunhofer IPT ont déjà obtenu des succès communs dans le cadre du récent projet européen « AUTOSTEM » : dans un consortium interdisciplinaire réunissant médecins, biotechnologues et techniciens de production, ils ont développé une première plateforme robotisée entièrement automatique et fermée pour la fabrication de produits cellulaires. Le concept AUTOSTEM sera désormais étendu pour pouvoir produire une gamme plus large de types de cellules et de produits dérivés. Le système AutoCRAT disposera à la fois d'une décontamination automatisée et d'un contrôle qualité, permettant ainsi une automatisation de bout en bout du processus de production.

Rôles des partenaires dans le consortium

- La National University of Ireland, Galway, à Dublin, dirige en tant que chef de consortium le projet AutoCRAT.
- L'institut Fraunhofer pour la technologie de production IPT, basé à Aachen, développe la technologie de l'installation pour le projet et apporte son expertise en automatisation de laboratoire.
- Valitacell Ltd (VC), basé à Dublin, développe des tests automatisés de contrôle qualité pour la plateforme de production.
- L'Université de Göteborg et le Centre médical de l'Université de Leiden développent et testent conjointement avec REMEDI de nouvelles thérapies contre l'arthrite.
- La clinique universitaire d'Essen et l'Université de Gênes développent des méthodes pour produire des produits thérapeutiques sans cellules à partir de vésicules extracellulaires dans l'installation automatisée.
- La société néerlandaise Panaxea BV détermine les coûts de fabrication et de livraison des thérapies développées et évalue l'utilité d'une thérapie cellulaire efficace pour l'arthrose pour les patients et leurs familles, ainsi que pour l'économie européenne et mondiale.
- Pintail Ltd, d'Irlande, soutient la gestion et l'administration du projet et assure la diffusion des résultats du projet.

Le projet a été financé dans le cadre de l'accord de subvention n° 874671 du programme Horizon 2020 de l'Union européenne pour la recherche et l'innovation.

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