Un bioréacteur pour la culture de cellules souches humaines
La technologie basée sur les cellules souches est très importante pour la thérapie future et s'est déjà révélée efficace dans les essais cliniques. Afin d'aborder les maladies mortelles grâce à la thérapie cellulaire, de nouvelles méthodes pour élargir la capacité de fabrication des cellules souches dans des conditions contrôlées sont nécessaires d'urgence. Le projet HESUB (High efficient, single-use-bioreactor simulating mammalian tissue conditions for expression and proliferation), financé par l'UE, a développé un bioréacteur jetable pour la production de cellules souches. Le projet de trois ans impliquait cinq partenaires industriels de quatre pays européens. HESUB a conçu et développé avec succès deux versions du bioréacteur à usage unique perfusé (BUU) pour la culture des cellules souches humaines. Le réacteur est équipé d'une matrice de nanofibre électrofilée faite à partir d'un polymère biocompatible et biodégradable. Les capteurs à usage unique mesurent le pH et la concentration d'oxygène dissout et détectent les métabolites, le glucose, le lactate et l'ammoniac. La chimie de la matrice et de l'architecture de la nanofibre électrofilée a été optimisée pour la culture dans le bioréacteur perfusé. Les chercheurs ont alors testé cinq polymères biodégradables pour la préparation de la nanofibre électrofilée. Les deux versions de bioréacteurs diffèrent en volume. Les mini bioréacteurs en acier inoxydable 5 mL sont des systèmes hautement reproductibles qui peuvent facilement être utilisés en parallèle. Le bioréacteur de 50 ml, appelé SUB-SC, est un bioréacteur à usage unique pour la production de cellules à une plus grande échelle. Les expériences dans les mini-bioréacteurs sont parvenues à démontrer la prolifération et la différenciation des cellules souches précurseurs myogéniques humaines. Par ailleurs, le projet a testé la différenciation des cellules souches embryonnaires humaines (hESC) dans les cellules neurales et hépatiques. La prolifération des hESC pluripotentes a clairement démontré le potentiel du bioréacteur. Les processus mis au point dans les mini-bioréacteurs ont été appliqués au bioréacteur SUB-SC pour l'expansion des précurseurs myogéniques. Une plateforme ouverte pour la surveillance et le contrôle du bioréacteur SUB-SC permet son intégration dans des systèmes d'instrumentation et de contrôle. HESUB a démontré une validation de principe pour les installations SUB-SC dans la thérapie cellulaire avec la production réussie de précurseurs de CS myogènes humaines. Par ailleurs, HESUB a également permis la production des greffes d'organoïdes sur mesure à l'aide de l'électrofibre nanofilée et des cellules souches cultivées. Le développement d'un SUB-SC disponible dans le commerce pourrait faciliter le développement des applications de thérapie cellulaire avec des avantages pour tous.
Mots‑clés
Cellule souche humaine, thérapie cellulaire, HESUB, bioréacteur perfusé, greffe organoïde
