Des modèles cellulaires cryoconservés, bio-imprimés et 3D pour bénéficier la découverte de médicaments
L’industrie utilise des modèles de cellules humaines pour étudier les effets biologiques de nouveaux traitements possibles contre des maladies humaines. Habituellement, cela s’effectuait avec des lignées cellulaires âgées, mais il s’est avéré que cette méthode compromet la valeur prédictive des tests. Dans des contextes cliniques, la plupart des médicaments candidats sélectionnés de cette manière échouent, souvent après un investissement financier considérable. Pour que cette technique d’analyse cellulaire soit efficace, l’industrie reconnaît désormais que les cellules doivent être capables de «se souvenir» du tissu dont elles proviennent. Les cellules appelées «primaires» sont les plus indiquées pour cette tâche, notamment lorsqu’elles sont placées dans un environnement 3D semblable à celui de leur tissu d’origine. Néanmoins, la fabrication de ces modèles cellulaires 3D s’est avérée un processus difficile sur le plan technique. La solution d’AvantiCell Science, développée dans le cadre du projet ANAPRINT, a consisté à bio-imprimer des cellules primaires pour créer des modèles cellulaires 3D. Cette technique de bio-impression a été développée dans le but de pouvoir placer un nombre précis de cellules, ainsi que la «colle» extracellulaire qui les unit à l’intérieur de leur tissu d’origine, dans tous les puits d’une plaque de culture. L’industrie utilise habituellement des plaques qui comprennent 96 (12 x 8) puits ou 384 (24 x 6) puits pour les tests précliniques rapides dont font l’objet les médicaments candidats. «Cette précision conférée par la bio-impression, sa facilité d’utilisation des cellules et la capacité à réunir et positionner des microtissus cellulaires de manière cohérente dans chaque puits de la plaque, crée des conditions idéales pour mettre au point une plateforme de détection pour la découverte de médicaments», explique le Dr Colin Wilde, coordinateur du projet. Prêt à l’emploi L’équipe d’ANAPRINT a également découvert que les modèles cellulaires 3D pouvaient être congelés dans leurs puits, pour être ensuite décongelés et réutilisés avec succès. Cette combinaison d’un modèle cellulaire 3D préassemblé et d’options de stockage cryoconservé à long terme offre aux consommateurs une gestion des ressources bien plus efficace, augmentant l’attrait de la technologie pour son adoption à l’échelle industrielle. Elle a également permis d’atteindre l’objectif d’ANAPRINT consistant en un processus de fabrication évolutif qui permet de produire, de stocker et de fournir à la demande de produits d’analyse cellulaire 3D. La réussite a été mise en évidence par la capacité de l’équipe à bio-imprimer de manière cohérente des cellules hépatiques et des agrégats cellulaires et à mener des tests de toxicité conformes aux normes de l’industrie en utilisant ces modèles cellulaires 3D. Un impact positif et perturbateur ANAPRINT contribue aux efforts pour remplacer l’expérimentation animale par des analyses fondées sur des cellules humaines, répondant aux préoccupations en matière de durabilité et d’éthique. En outre, les applications étendues pourraient utiliser des matériaux biologiques qui seraient autrement mis au rebut (par exemple, les cellules immunitaires issues d’extraits de transfusions sanguines). En ce qui concerne les industries des sciences de la vie, «en élaborant des outils précliniques qui prévoient davantage le comportement clinique, nous pourrions réduire l’échec des deux tiers des médicaments candidats aux dernières étapes du développement», explique le Dr Wilde. «Nous espérons que cela entraînera une réduction du coût de développement des nouveaux médicaments et de celui de la mise à disposition de médicaments essentiels pour les systèmes de santé.» Un démonstrateur 2D a été rendu public pour présenter la technologie de cryoconservation Cryotix™, le lancement du produit élaboré étant prévu pour les mois qui suivront la fin du projet. Les premières ventes ont déjà été conclues avec des chercheurs de l’industrie et, après le projet, la technologie devrait représenter une part considérable des revenus d’AvantiCell Science d’ici deux ans, grâce à l’octroi de licences et aux dispositions des applications sous contrat. Dans l’immédiat, les prochaines étapes consisteront à appliquer plus largement ces technologies aux cellules concernées dans les principales maladies humaines. La technique d’ANAPRINT suscite également l’intérêt d’autres secteurs industriels, comme le secteur alimentaire et nutraceutique, ainsi que celui des médecines complémentaires et des matériaux pour dispositifs médicaux. Les applications analytiques dans le domaine de la nanomédecine et de la nanotoxicité environnementale sont également envisagées comme marchés possibles.
Mots‑clés
ANAPRINT, fabrication additive, bio-impression, modèles cellulaires, 3D, médicament, pharmaceutique, cryoconservation, congelé, tissu, clinique
