Plus rapide, plus compact, moins cher : les chercheurs de la MHH s'efforcent d'améliorer la production de thérapies cellulaires personnalisées
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Un financement de plusieurs millions d'euros de l'Union européenne : les malformations cardiaques congénitales entraînent souvent une insuffisance cardiaque. Cela signifie que même les jeunes patients ont besoin d'une assistance circulatoire mécanique ou d'une greffe d'organe. Ces deux options nuisent gravement à la qualité de vie. Les cellules du muscle cardiaque cultivées en laboratoire offrent une alternative. Si ces cellules proviennent des patients eux-mêmes, l'immunosuppression n'est même pas nécessaire. Cependant, le processus de production est complexe et coûteux. Avec le projet iNDUCARE, une équipe de recherche internationale dirigée par la MHH vise désormais à améliorer un processus de production déjà approuvé aux États-Unis afin que la réparation cardiaque personnalisée devienne abordable et cliniquement viable à l'avenir.
L'insuffisance cardiaque est l'une des principales causes de décès dans le monde. Les options thérapeutiques sont limitées, en particulier lorsque l'insuffisance cardiaque est due à des malformations cardiaques congénitales. Les personnes touchées ont besoin d'une assistance circulatoire mécanique ou d'une greffe d'organe dès le début de l'âge adulte. Ces deux options présentent des inconvénients : les systèmes d'assistance cardiaque nécessitent une anticoagulation à vie et ne constituent pas une solution permanente ; les cœurs de donneurs sont rares et nécessitent une immunosuppression à vie. L'utilisation de cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC) offre une alternative. Ces cellules somatiques génétiquement reprogrammées peuvent se développer en n'importe quel type de cellule – par exemple, en cellules du muscle cardiaque. Ces cardiomyocytes produits en laboratoire (hiCM) sont destinés à remplacer le tissu musculaire cardiaque perdu et à améliorer la fonction cardiaque à l'avenir. Si les hiPSC ne proviennent pas de cellules somatiques données mais des receveurs eux-mêmes, l’immunosuppression n’est même pas nécessaire. En effet, le système immunitaire ne reconnaît pas comme étrangères les cellules issues des hiPSC autologues, c’est-à-dire provenant du propre corps du patient. Cependant, leur production s’est avérée jusqu’à présent très complexe et coûteuse.
Une équipe de recherche dirigée par le Prof. Dr Robert Zweigerdt, biologiste cellulaire aux Laboratoires de recherche Leibniz pour la biotechnologie et les organes artificiels (LEBAO) du Département de chirurgie cardiaque, thoracique, de transplantation et de chirurgie vasculaire de la faculté de médecine de Hanovre (MHH), et par le professeur Ulrich Martin, directeur du LEBAO, s'est donné pour objectif de résoudre ce problème. Avec leur projet iNDUCARE, ils souhaitent utiliser un procédé de fabrication de hiCMs autologues déjà approuvé aux États-Unis et l'améliorer afin que la réparation cardiaque personnalisée devienne abordable et cliniquement réalisable à l'avenir. L'Union européenne finance ce projet de collaboration internationale à hauteur de huit millions d'euros au total. En tant que coordinateur, la MHH recevra environ deux millions d'euros de cette somme.
L'immunosuppression pose problème
« L’un des principaux avantages de la transplantation de hiCMs dérivées des propres cellules sanguines du patient, dites autologues, est qu’aucune immunosuppression – qui s’accompagne d’effets secondaires – n’est nécessaire, ce qui constitue un avantage décisif, en particulier pour les enfants et les jeunes adultes », note le professeur Martin. D'un point de vue commercial, la production en série de produits cellulaires dérivés de cellules iPS non spécifiques au patient (allogéniques) peut sembler attrayante en raison de coûts initiaux inférieurs par rapport aux cellules iPS spécifiques au patient. Cependant, cela entraînerait des coûts nettement plus élevés à long terme, car une immunosuppression à vie est généralement nécessaire. Le professeur Arjang Ruhparwar, directeur du service de chirurgie à l’HTTG, ajoute : « L’immunosuppression médicamenteuse est également problématique pour les patients en état critique, car leur système immunitaire ne peut tolérer aucune altération supplémentaire. Mais un tel traitement est également injustifiable pour les enfants et les jeunes adultes compte tenu des risques élevés d’infection, de développement de tumeurs et de diminution de la qualité de vie. »
Une production encore trop longue et trop coûteuse
À long terme, l’approche autologue pourrait donc s’avérer, dans de nombreux cas, encore plus rentable et durable que la thérapie utilisant des iPS allogéniques issues d’un donneur. Cependant, outre les coûts nettement plus élevés au début du traitement, deux autres raisons expliquent pourquoi cette thérapie ne s’est pas encore largement imposée. Premièrement, chaque lignée cellulaire doit non seulement être créée individuellement, mais aussi produite et soumise à un contrôle qualité via des processus de fabrication complexes afin de garantir la fonction souhaitée et d’exclure tout risque thérapeutique. Deuxièmement, pour les affections cardiaques aiguës, la production d’une quantité suffisante de ces cellules pour le traitement prend trop de temps.
Contrôle qualité assisté par l'IA
Les processus de production complexes doivent être encore améliorés dans le cadre du projet iNDUCARE. Des vecteurs à base de sendavirus nouvellement développés visent à raccourcir le processus de reprogrammation et à réduire les coûts. Les chercheurs entendent s’attaquer au deuxième problème à l’aide de bioréacteurs à cuve agitée à haute densité. «Jusqu’à présent, les quantités de cellules requises ne peuvent être produites que dans de grands bioréacteurs de deux litres », explique le professeur Zweigerdt. « L’IA doit être utilisée pour optimiser les processus de production et le contrôle qualité : notre objectif est de produire une dose thérapeutique suffisante dans seulement 300 millilitres – soit environ le volume d’une grande tasse à café. »
Utiliser la plateforme pour d’autres applications également
Les chercheurs souhaitent comparer les processus de production actuels de la MHH avec ceux déjà utilisés aux États-Unis. La combinaison d’éléments des deux technologies devrait aboutir à une plateforme de production de hiCMs améliorée, pouvant être utilisée tant en Europe qu’aux États-Unis pour la fabrication de produits iPS autologues. « Nous prévoyons une multiplication par cinq à sept du rendement en cardiomyocytes, tout en réduisant le temps de production d’un an à sept mois et en diminuant les coûts jusqu’à 70 % », explique le professeur Zweigerdt. « Et tout cela sans compromettre la sécurité ni la qualité. » Les chercheurs ne se concentrent pas uniquement sur le muscle cardiaque. « Notre plateforme de fabrication est également destinée à être transposable à d’autres thérapies cellulaires et à jeter les bases de traitements de nouvelle génération spécifiques au patient, allant au-delà de la réparation cardiaque », souligne le professeur Martin.
Le projet collaboratif iNDUCARE débutera le 1er septembre 2026 et s’étendra sur quatre ans. Outre la MHH, des partenaires issus de la recherche, de l’industrie et de la pratique clinique en Allemagne, au Royaume-Uni, en Israël, aux Pays-Bas, en Suisse, en République tchèque et aux États-Unis y participent.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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