La petite usine pour la thérapie cellulaire contre le cancer

Systèmes de production

Labor automatisierung du Fraunhofer IPA devrait ouvrir la voie à une thérapie génique contre le cancer, personnalisée pour chaque patient. Des préparations qui aujourd'hui ne sont produites qu'en petites quantités avec beaucoup de travail manuel dans les laboratoires pourraient à l'avenir provenir de « minifabriques ». Les partenaires du projet, financé à plus de 4 millions d'euros par le ministère de l'Économie du Bade-Wurtemberg, sont le NMI à Reutlingen et le centre hospitalier universitaire de Tübingen.

La fabrication rapide de vaccins à ARN messager contre les coronavirus n'a été possible que parce que le développement du vaccin a précédé de plusieurs années de recherches dans le domaine du cancer. L'immunothérapie par cellules CAR-T utilise la même méthode moléculaire que le vaccin. Dans ce traitement, qui représente un saut quantique pour les médecins dans la thérapie tumorale, les cellules T sont génétiquement modifiées de manière à reconnaître les récepteurs du cancer, à s'y fixer et à empêcher la propagation de la tumeur.

Mais le chemin vers la fabrication de préparations correspondantes est ardu. Dans chaque cas, il faut prélever les propres cellules du patient, les éditer génétiquement dans différents processus en salle blanche, puis les lui réadministrer. Dans le cadre d'un projet financé par le Land de Bade-Wurtemberg, le Fraunhofer IPA prend en charge l'automatisation de ce processus de production manuel.

Andreas Traube, chef du département d'automatisation de laboratoire et de bioproduction au IPA, prévoit une structure modulaire à cet effet. L'élément central en sont des cartouches normalisées dans lesquelles les cellules sont préparées. Elles contiennent tout ce dont les cellules ont besoin pour survivre et croître. Des capteurs intégrés surveillent le déroulement dans les cartouches. Elles disposent de interfaces normalisées à l'extérieur et peuvent ainsi être transmises d'une station de traitement à une autre. Toutes les stations sont parcourues étape par étape par les cartouches. « Finalement, l'une de ces cartouches représente un patient individuel et contient le produit destiné à ce patient », explique Traube. La manipulation des cartouches empilées dans un système de rayonnage est assurée par un robot.

Le concept pour la minifabrique s'inspire de l'industrie 4.0. « Une bonne organisation de la production et l'automatisation des processus réduisent également la taille des salles blanches et augmentent les quantités produites, ce qui réduit les coûts pour chaque processus », indique Traube. Actuellement, le traitement d'un patient avec cette thérapie cellulaire coûte 250 000 euros ou plus. Les minifabriques devraient être installées directement dans les cliniques traitantes et, à long terme, garantir que chaque patient ayant besoin de cette thérapie puisse la recevoir — à des coûts comparables à ceux des méthodes de traitement classiques.

Le NMI (Institut National des Sciences Naturelles et Médicales) à Reutlingen, également impliqué dans le projet SolidCAR-T, apporte un autre élément connu de la production industrielle : le jumeau numérique. Parallèlement au processus de production, des systèmes « Organ-on-a-Chip » modélisent en laboratoire ce qui se passe chez le patient. Cela soutient d'une part la garantie de qualité et prévoit d'autre part l'efficacité et les effets secondaires, avant même que le patient ne reçoive la préparation.