Impulsion pour la biotechnologie en NRW

Le Fraunhofer IPT intègre l'ensemble du processus de fabrication des vésicules extracellulaires dans sa plateforme de laboratoire entièrement automatisée AUTOSTEM. © Fraunhofer IPT

Les thérapies par cellules souches offrent un potentiel énorme pour le traitement individuel des maladies dégénératives et tumorales. Avec le projet de recherche récemment lancé « RauPE » (Production automatisée robuste de vésicules extracellulaires thérapeutiques), l’objectif est d’automatiser la fabrication de ces thérapies médicales innovantes et de les rendre accessibles à un grand nombre de patients. En collaboration avec la société BioThrust GmbH, une spin-off de la RWTH Aachen, et l’hôpital universitaire d’Essen, l’Institut Fraunhofer pour la technologie de production IPT développe une plateforme d’expansion permettant de produire à grande échelle des thérapies à base de cellules souches, afin de réduire les coûts de fabrication.

Un des plus grands défis des thérapies à base de cellules souches est la production à l’échelle nécessaire des quantités de cellules. Les vésicules extracellulaires (EV) sont utilisées comme thérapeutiques pour les maladies dégénératives et tumorales en raison de leurs succès thérapeutiques établis. Les EV sont des particules sensibles, membranaires, qui se détachent de leurs cellules d’origine. Ce type de vésicules doit être produit à partir de cellules souches spécialisées et extraites du milieu de culture cellulaire pour la fabrication des thérapeutiques. La difficulté réside dans la production efficace en grande quantité, en raison de la fragilité des EV. C’est pourquoi l’expansion des cellules dans des bioréacteurs ne peut actuellement se faire qu’en petits volumes et avec des équipements spécifiques, ce qui augmente considérablement les coûts de production. Les partenaires du projet « RauPE » développent donc une plateforme d’expansion robuste et automatisée, basée sur le bioréacteur à membrane du spin-off d’Aachen, BioThrust. Avec cette plateforme d’expansion, il sera possible de produire automatiquement des EV de haute qualité à l’avenir.

Une nouvelle technologie de bioréacteur permet une multiplication cellulaire plus efficace

Habituellement, les cellules souches productrices d’EV sont cultivées dans des contenants semblables à des boîtes de Petri. Cependant, cette méthode est trop inefficace et laborieuse pour une production à grande échelle. Les bioréacteurs classiques, dans lesquels les cellules peuvent se développer sur des particules de support, ne conviennent pas non plus, car les forces mécaniques dans le réacteur peuvent endommager les cellules. Afin d’assurer un apport continu en oxygène et un renouvellement du milieu pour leur croissance, BioThrust a développé des cartouches de bioréacteur à membrane intégrant une aération sans bulles, permettant une multiplication plus efficace et scalable des cellules souches sensibles. Ces cartouches sont utilisées dans le cadre du projet pour la production de cellules souches mésenchymateuses immortalisées (ciMSC), développées à l’hôpital universitaire d’Essen. Ces cellules libèrent des vésicules extracellulaires lors de la culture, qui peuvent être utilisées à des fins thérapeutiques, par exemple contre certains types de cancer, inflammations liées à l’arthrose ou après des AVC.

Processus automatisés pour une production sûre d’EV

Un autre objectif principal du projet est de créer un processus évolutif pour la fabrication de préparations d’EV ciMSC, répondant aux exigences de certification des produits médicaux. L’Institut Fraunhofer IPT intègre l’ensemble du processus de fabrication des EV dans sa plateforme de laboratoire entièrement automatisée AUTOSTEM. Celle-ci permet une exécution efficace, précise et sécurisée de toutes les étapes du processus, de la culture cellulaire à la récolte et à la purification des EV, avec un minimum d’intervention manuelle.

Projet de recherche financé pour développer des thérapies cellulaires abordables et efficaces

Le projet « RauPE » rassemble, avec ses trois partenaires, des expertises en biotechnologie médicale, en bio-processus et en automatisation des procédés. L’objectif est de produire à grande échelle des thérapies cellulaires pour développer des traitements plus abordables et efficaces. Le projet sera financé dans le cadre du programme de soutien EFRE.NRW, avec des fonds du Land de la Rhénanie-du-Nord-Westphalie et de l’UE, pour une durée de trois ans à partir de juillet 2024.

Consortium du projet

– BioThrust GmbH, Aachen (coordinateur du projet)
– Institut Fraunhofer pour la technologie de production IPT, Aachen
– Hôpital universitaire d’Essen