Comment nous pouvons mieux comprendre les lignées cellulaires de producteurs et les rendre plus efficaces dans la production

Cette méthode est non seulement plus fiable, mais aussi plus efficace que la transfection parallèle des gènes nécessaires sur des brins d'ADN individuels. Mais jusqu'à présent, on ne sait guère comment les cellules se modifient lorsque les gènes viraux y sont durablement intégrés et actifs.

L'équipe de recherche du professeur Kerstin Otte à l'université de Biberach (HBC) se consacre précisément à de telles questions : Comment pouvons-nous mieux comprendre les lignées cellulaires productrices et les rendre plus efficaces dans la production ?

Six doctorants cherchent à optimiser les lignées cellulaires dans le cadre de leurs propres projets de doctorat. L'un d'entre eux est Jona Röscheise (28 ans). Ce scientifique a d'abord fait son bachelor et son master en biotechnologie pharmaceutique à la HBC, ce dernier en coopération avec l'université d'Ulm. Déjà à l'époque, il s'intéressait à des questions dans ce domaine de recherche - après son diplôme, il a poursuivi ce travail sans interruption à l'Institut de biotechnologie appliquée de la HBC.

Dans son étude actuelle, il compare une lignée cellulaire qui produit continuellement des lentivirus après modification génétique avec la même lignée cellulaire sans modification génétique ni production de vecteurs. Son objectif : développer, à partir des différences, des approches pour une production optimisée de virus. "Les premiers résultats montrent de nettes différences dans l'activité des gènes des deux lignées cellulaires", rapporte le doctorant. Ainsi, certains gènes viraux, comme le gène viral Gag Pol, responsable de protéines structurelles et d'enzymes importantes du virus, supprimeraient la capacité de la cellule à produire de nouvelles protéines. En revanche, un autre gène responsable du contrôle du transport des composants viraux au sein de la cellule (Rev) ou la protéine d'enveloppe polyvalente qui facilite l'absorption des virus dans de nombreux types de cellules (VSV-G) influencent la production d'énergie dans les mitochondries, les "centrales électriques" de la cellule, comme les décrit Jona Röscheise. Le gène Tat, quant à lui, active des gènes qui participent à l'emballage de l'information génétique.

Röscheise a ainsi constaté que les gènes viraux reprogramment les cellules de manière ciblée afin de créer des conditions optimales pour la production de virus. "Cela se fait apparemment au détriment des tâches naturelles des cellules, comme la défense contre les maladies", explique le doctorant.

Avec son doctorat, Jona Röscheise veut contribuer à une meilleure compréhension des processus moléculaires dans les cellules de production. A long terme, ces connaissances pourraient aider à optimiser davantage la production de vecteurs lentiviraux pour la thérapie génique, selon le biotechnologue.

Sa mère doctorante, Kerstin Otte, fait de la recherche sur les lignées cellulaires depuis 15 ans déjà ; elle a accumulé d'énormes connaissances au cours de nombreux projets et doctorats et peut par exemple conseiller les entreprises qui rencontrent des problèmes dans leur production en combinant et en réfléchissant à des solutions issues d'autres cas. Ce transfert est une tâche importante pour les femmes scientifiques de l'IAB.

"Notre recherche vise à comprendre les mécanismes moléculaires dans les lignes de cellules de production. C'est la seule façon d'améliorer à long terme l'efficacité et la sécurité de la thérapie génique tout en acquérant des connaissances précieuses pour l'enseignement et le transfert", explique Otte. Les étudiants de la faculté de biotechnologie profitent également de la recherche à la HBC. Ce sont justement les étudiants du cursus de bachelor en biotechnologie médicale, qui a démarré au semestre d'hiver actuel, qui acquièrent pendant leurs études les bases méthodologiques et théoriques dont Jona Röscheise a également eu besoin pour son projet de doctorat dans le domaine de la recherche sur les lignées cellulaires.

En effet, le développement et l'application de procédés biotechnologiques en médecine, notamment pour le diagnostic, la thérapie et la recherche sur les maladies, sont au cœur des études. Les cultures et les lignées cellulaires constituent un champ d'activité central, explique Kerstin Otte, qui est également la doyenne de la nouvelle filière. Comme les projets de doctorat dans le domaine des lignées cellulaires, les étudiants s'occupent entre autres du développement, de l'optimisation ou de l'application de lignées cellulaires, par exemple pour la fabrication de produits biopharmaceutiques, de produits de thérapie génique ou pour la recherche fondamentale sur les fonctions cellulaires. Enseignement, recherche, transfert : la faculté de biotechnologie couvre tous les domaines scientifiques, c'est pourquoi Jona Röscheise apprécie la collaboration avec ses collègues. Il voit en outre un grand avantage dans l'encadrement intensif de sa mère doctorante, le professeur Kerstin Otte. "Alors que dans d'autres instituts, ce sont souvent des postdocs qui se chargent de l'encadrement principal, nous avons un échange personnel qui favorise énormément notre développement scientifique", explique Jona Röscheise. En complément, les réunions de laboratoire hebdomadaires offrent une plateforme précieuse pour le feedback et les nouvelles impulsions.