ALS - Magazine 1 - Décembre 2009

14 / ALS Mag Fabriquer différemment les molécules thérapeutiques de demain Les enjeux qui poussent les industriels de la pharmacie à se rapprocher des spécialistes du Génie des Procédés sont clairs : optimiser les conditions de production des molécules thérapeutiques de demain. Et c’est justement le travail du Laboratoire des Sciences du Génie Chimique qui dispose des équipes et des outils de haut vol pour le faire. Le laboratoire est pratiquement le seul en France à pouvoir utiliser des réacteurs de grand gabarit pour étudier la culture de cellules animales. Il possède en effet des réacteurs, appelés cytoculteurs, d’une vingtaine de litres plus volumineux que les réacteurs disponibles dans les laboratoires de recherche habituels. Auparavant, le problème que rencontraient les producteurs de cellules animales pour la production de médicaments était l’obligation d’incorporer dans les milieux de culture du sérum de veau foetal (SVF, sérum issu des fœtus de vache). Le coût était prohibitif et depuis le problème de la vache folle, l’industrie se méfie des sources de protéines animales. Il y avait donc un grand enjeu à remplacer ce sérum de veau foetal par des sources de protéines végétales de manière à totalement se libérer de cette contrainte. L’une des alternatives à l’utilisation de molécules d’origine animale dans les milieux de culture consiste effectivement à utiliser des peptides issus de l’hydrolyse enzymatique de protéines végétales, dont il importe alors d’évaluer la capacité à subvenir aux besoins nutritionnels des cellules et de mieux comprendre leur utilisation par les cellules. Les chercheurs du laboratoire sont partis du constat qu’en Lorraine nous avons des tourteaux de colza riches en protéines. Différentes fractions, issues de l’hydrolyse enzymatique de tourteaux de colza ont été comparées au cours de cultures de cellules. Les études ont mis en évidence une fraction permettant de ralentir la mort cellulaire et d’augmenter la densité cellulaire finale, tout en modifiant le métabolisme du glucose. Ces résultats ont été confirmés en bioréacteur où la concentration cellulaire a été triplée, la longévité de la culture doublée, et la concentration finale de la protéine quintuplée. La comparaison des performances en présence d’acides aminés libres suggère un double effet des peptides, de type nutritionnel et facteur de croissance. Une étape supplémentaire de sous-fractionnement par chromatographie liquide a permis de cibler un effet promoteur maximal pour des peptides de taille comprise entre 500 et 1000 Da. En résumé, la démarche a donc consisté à traiter ces protéines de tourteaux de colza avec des enzymes pour les dégrader, former des peptides et des acides aminés qui ont ensuite été intégrés dans les milieux de culture de cellules animales pour vérifier s’ils pouvaient remplacer le sérum de veau foetal. Le laboratoire est arrivé à des résultats extrêmement intéressants puisque, dans certaines conditions, les performances constatées sont bien supérieures à celles habituellement rencontrées. Avec ce procédé, il est possible de se passer du sérum de veau fœtal, de produire plus, plus vite et mieux les médicaments qui intéressent l’industrie pharmaceutique. À partir de cette étude, l’équipe a depuis développé plusieurs axes de recherche : • concernant les enzymes, pour identifier quelles sont les meilleures enzymes à utiliser pour dégrader les protéines de colza • concernant la caractérisation des peptides obtenus, puis l’incorporation de ces fractions peptidiques dans les milieux de culture et les essais sur des cellules cibles pour produire un médicament. A partir d’un besoin exprimé par l’industrie, ce n’est pas un seul axe mais plusieurs axes de recherches qui ont ainsi été créés. Procédés biologiques Les nouveaux médicaments Intensification de la production d’IFN par cellules CHO dans un milieu de culture sans substance animale et enrichi en peptides issus de protéines de colza