Qu'entend-on par thérapies par cellules CAR ?

Les thérapies par cellules CAR-T reposent sur une approche personnalisée. On prélève les cellules immunitaires chez le patient, appelées cellules T, on les modifie, on les multiplie, puis on les réinjecte, afin que le système immunitaire puisse combattre lui-même les cellules cancéreuses. Ce parcours thérapeutique individuel promet une plus grande efficacité et moins d'effets secondaires. De plus, le traitement ne doit être administré qu'une seule fois. Cependant, en raison de sa complexité et de sa fabrication manuelle, la quantité disponible reste limitée.

Pourquoi la fabrication des cellules CAR-T est-elle si complexe et coûteuse ?

La fabrication des cellules CAR-T comprend de nombreuses étapes successives : tout d'abord, on prélève des cellules T dans le sang du patient. Ces cellules doivent être purifiées, activées et modifiées génétiquement de manière à reconnaître les cellules cancéreuses. Les cellules modifiées sont ensuite mises en culture et soumises à des tests rigoureux afin de garantir leur innocuité et leur efficacité. Tout cela nécessite des sites de production stériles, des équipements spécialisés et un personnel formé.

Les coûts élevés sont dus au prix élevé des matériaux et des réactifs spéciaux, ainsi qu'à la complexité de l'infrastructure et à la multiplication des tests. De plus, chaque traitement est élaboré sur mesure pour chaque patient.

Fabrication décentralisée et automatisée de cellules CAR‑T‑

C'est pourquoi l'Institut Fraunhofer de génie de fabrication et d'automatisation (IPA) a développé, à l'aide de la technologie de Festo, un concept d'automatisation destiné aux petits systèmes de production décentralisés pour le traitement des cellules immunitaires.

Ces mini-usines modulaires pourraient, par exemple, être déployées dans des hôpitaux universitaires. Largement automatisées, elles requièrent très peu de personnel spécialisé. L'automatisation réduit fortement les délais de fabrication et les coûts, aussi les thérapies CAR‑T sont plus courtes, moins coûteuses et accessibles à un plus grand nombre de patients.

Évolutivité des thérapies cellulaires individuelles

Les mini-usines se composent de plusieurs modules traversés progressivement par les cassettes. Chaque étape du traitement exige une cassette par patient, dans laquelle les cellules T subissent les traitements nécessaires. Dans le module dédié à la modification des cellules, les composants d'automatisation de Festo assurent le transport précis des fluides dans un espace très restreint.

La cassette contient un système de fluides autonome et stérile, comprenant tous les éléments nécessaires à la modification des cellules. Les éléments eux-mêmes sont passifs. La commande s'opère de l'extérieur lorsque la cassette est insérée dans l'un des modules de la mini-usine.

Contrôle précis du débit grâce à des vannes intégrées

Dans la chambre de culture cellulaire, les lymphocytesT sont mises en contact avec des virus qui y introduisent le matériel génétique contenant le plan de construction des récepteurs CAR. Par conséquent, les cellules T produisent des récepteurs CAR spécifiques et se transforment en cellules CAR-T.

Pour cela, les différents milieux doivent être dosés avec précision dans la chambre de culture cellulaire, puis mélangés et maintenus à la bonne température. C'est le rôle d'un Diffusion Bonded Manifoldde Festo. Le bloc de distribution comprend un système de conduits et relie ainsi toutes les parties de la cassette. Le transport des liquides est donc précis. Le Manifold intègre des vannes qui sont actionnées de l'extérieur par une commande pneumatique afin d'établir la liaison entre les différents éléments.

Le déplacement du fluide s'effectue par poussée et aspiration à l'aide d'air comprimé ou de vide. Grâce à un système d'air comprimé à régulation intelligente, même les quantités les plus infimes sont dosées avec précision et acheminées à l'intérieur de la cassette, dans un espace très réduit. Pour pouvoir réutiliser la cassette chez d'autres patients, il suffit de remplacer les éléments qui ont été en contact avec les cellules et les virus. Le système est conçu de manière à ce que cette opération puisse être effectuée en quelques gestes et en dehors d'une salle blanche.