De nombreuses thérapies cellulaires innovantes progressent actuellement dans le cadre d’essais cliniques, et génèrent des données convaincantes et porteuses d’un espoir de traitements curatifs pour des malades atteints de pathologies sévères telles que l’insuffisance cardiaque, la maladie de Crohn ou le cancer.
Toutefois, la disponibilité de ces nouveaux traitements est subordonnée au développement de nouvelles méthodes de production qui pourront garantir une production à grande échelle, une sécurité d’approvisionnement sur le long terme et un coût acceptable pour les instances de santé publique. C’est pourquoi les méthodes de production actuelles issues du laboratoire imposent aujourd’hui un véritable travail d’industrialisation et d’innovation des procédés.
C’est dans ce cadre que les bioréacteurs à usage unique s’imposent désormais pour la production de cellules telles que les cellules souches mésenchymateuses (MSCs) issues de la moelle osseuse ou du tissu adipeux. Les MSCs offrent un large éventail d’applications thérapeutiques compte-tenu de leurs propriétés de différentiation notamment en cellules cardiopoïétiques, d’os ou de tendon ainsi que de leurs propriétés de sécrétion de molécules spécifiques en réponse à un état inflammatoire, d’ischémie ou d’attaque du système immunitaire. Jusqu’à présent, les méthodes de production des MSCs utilisaient des surfaces planes de culture en deux dimensions issues des méthodes conventionnelles de laboratoire pour la culture statique de cellules adhérentes.
Ces méthodes statiques sont contraignantes et limitées en termes de manipulation et de surface, notamment dans le cadre de la production d’un produit de thérapie cellulaire allogénique pour lequel, les cellules d’un seul donneur sont multipliées dans le but de préparer des traitements pour de multiples malades. Or pouvoir produire ces cellules en grande quantité, on parle de plusieurs dizaines de milliards de cellules par lot, nécessite de lever cette limitation de surface, d’où le développement de nouveaux procédés de culture dynamique en trois dimensions dans un bioréacteur. Les cellules sont alors adhérées sur des billes, ou microporteurs, maintenues en suspension dans le bioréacteur tout au long du procédé d’expansion des cellules. Ces bioréacteurs offrent en outre tous les bénéfices de l’usage unique et d’un procédé automatisé avec un contrôle continu de la température, du pH, de la teneur en oxygène du milieu de culture ainsi que de l’agitation pour maintenir une suspension homogène des microporteurs.
Ces procédés sont développés dans les bioréacteurs Mobius® CellReady de Merck Millipore aux échelles de 3L et 50L, avec des rendements reproductibles et supérieurs à 300 millions de MSCs par litre de milieu consommé. Les bioréacteurs Mobius® CellReady 3L et 50L démontrent en outre une équivalence avec les méthodes statiques de culture quant au maintien de la qualité (phénotype et génotype) et de la fonctionnalité des MSCs (propriétés de différentiation cellulaire). Le rendement total est restreint par le nombre de cellules au départ de la culture et leur capacité d’expansion sans altérer leurs propriétés (maximum de divisions cellulaires), suivant le type de microporteur identifié dans un milieu donné. Les bénéfices en termes d’économie d’échelle liés au coût de production dépendent alors de la concentration finale de cellules par unité de volume de milieu consommé, les milieux de culture contribuant pour plus de 50% du coût total de production. C’est pourquoi, même à petite échelle et pour des produits autologues, la production en bioréacteur peut également s’avérer une alternative économique aux méthodes de culture statique.
Afin d’établir les paramètres de production permettant une croissance et récolte cellulaire optimum tout en maintenant la qualité et fonctionnalité des cellules, il s’avère déterminant d’établir en amont un partenariat entre biologistes cellulaires et ingénieurs process. Une connaissance du produit de thérapie cellulaire et d’un procédé de fabrication en bioréacteur, associée à des matières d’origine non animale et des méthodes simples de récolte des cellules, constitue la clé du succès commercial des thérapies cellulaires innovantes.
Les travaux de Merck Millipore dans ce domaine ainsi que notre bioréacteur Mobius® CellReady 3L seront présentés lors de la B4B-Connection Thérapie Cellulaire à Charleroi les 1 et 2 avril prochains.
Crédit photo © EMD Millipore Corporation
Photos : avec l’aimable autorisation d’EMD Millipore Corporation.
Mobius est une marque déposée de Merck KGaA, Darmstadt, Germany.
Merck Millipore est une division de Merck KGaA, Darmstadt, Germany.
Merck Millipore, sponsor Platine de Cell Therapy B4B-Connection