Culture de masse de cellules souches

État des lieux à l’international et en Suisse

Avec les avancées en matière de transplantation d’organes et de tissus, la pénurie d’organes et la demande croissante de donneurs sont devenues et demeurent des obstacles importants. La recherche scientifique a donc commencé à développer des alternatives, proposant des thérapies à base de cellules souches humaines (human stem cells HSC). Il est aujourd’hui généralement admis que l’utilisation de cellules souches humaines est hautement prometteuse pour les applications biotechnologiques, pharmaceutiques et médicales comme la thérapie cellulaire, l’ingénierie tissulaire ou la médecine régénérative. Les cellules souches humaines peuvent s’auto-renouveler et générer des cellules spécialisées par différenciation. Elles sont définies par leur origine et leur capacité de différenciation: les cellules souches pluripotentes (PSC) sont capables d’un auto-renouvellement illimité et d’une différenciation en n’importe lequel des plus de 200 types cellulaires du corps. Il existe deux sources de PSC: les cellules souches embryonnaires (ESC) et les cellules souches pluripotentes induites (iPSC). Il existe aussi des cellules souches multipotentes, isolées à partir de sources comme des cellules souches mésenchymateuses; contrairement aux PSC, leur différenciation est limitée à un certain nombre de types de cellules. Au vu de leurs multiples applications R&D et industrielles, il est évident que la demande de cellules souches ne cesse de croître. De nombreux efforts sont entrepris pour cultiver des cellules souches à grande échelle et les différencier de manière efficiente et homogène en types de cellules souhaités. La plupart des laboratoires multiplient les cellules souches sur des surfaces planes en culture bidimensionnelle, dite monocouche. La production de grands nombres de cellules passe par la multiplication des boîtes de culture, méthode très fastidieuse, coûteuse et laborieuse.

Implications pour la Suisse

Le grand défi pour les producteurs de cellules souches consiste à développer des processus de production à grande échelle conformes à la loi et économiques. Ces processus nécessitent des systèmes de production automatisés, contrôlés et évolutifs. La tendance s’éloigne actuellement des systèmes de culture bidimensionnels et tend vers des systèmes de culture en suspension (cultures 3D) dans des bioréacteurs à usage unique sous conditions contrôlées. Ces systèmes sont la condition de base pour des thérapies par cellules souches à prix abordables et ils nécessitent une collaboration entre chercheurs biomédicaux et ingénieurs. Le marché global des cellules souches grandit et devrait atteindre 5 à 10 milliards de USD d’ici 2022. Mais la production de cellules souches à grande échelle n’en est qu’à ses débuts. En Suisse, les organismes de recherche publics et privés forment des chercheurs et des ingénieurs de premier plan. La Suisse est donc bien positionnée pour jouer un rôle important dans le développement des processus de production souhaités en bioréacteurs.