Témoignage d’un client : Sauver les produits cellulaires à faible viabilité

En décembre 2020, nous avons organisé un concours de fêtes de fin d’année et quelques clients ont eu la chance de gagner un NucleoCounter® NC-202™ à utiliser dans le cadre de leurs projets de recherche. Ici, nous demandons à l’un des gagnants, Anqi Li, comment se déroule son projet. Anqi Li est doctorante à l’Institut de recherche médicale Hudson, et elle a mis au point un nouveau procédé pour retirer les cellules non-viables et sauver les produits à faible viabilité.

L’écart entre la R&D et la fabrication à l’échelle commerciale des thérapies cellulaires peut parfois sembler un gouffre insurmontable. Pour pouvoir assurer un approvisionnement suffisant en produits de haute qualité pour les patients, la fabrication de thérapies cellulaires doit être robuste, rentable et reproductible à l’échelle industrielle. L’automatisation joue un rôle crucial en vue de cet objectif, toutefois les processus de fabrication automatisés à l’échelle commerciale nécessitent une planification et des investissements importants.

Par conséquent, les thérapies cellulaires encore au stade de l’essai clinique sont souvent produites en milieu universitaire. Cependant, dans le cadre du processus de fabrication de thérapies cellulaires, les laboratoires de recherche utilisent généralement des techniques manuelles chronophages, laborieuses et peu fiables. Cela rend difficile la mise à l’échelle et la fourniture d’un approvisionnement constant de thérapies destinées aux patients.

Combler le fossé entre la R&D et la production de lots commerciaux de cellules

En 2016, David James et son équipe de Scinogy, une société spécialisée dans la mise à l’échelle de la fabrication de thérapies cellulaires, ont reconnu le besoin de solutions pour parvenir à une fabrication flexible, rentable et en petits lots qui comble l’écart entre la R&D et la fabrication commerciale de médicaments de thérapies innovantes (MTI). Ils ont commencé à développer un dispositif automatisé polyvalent pour la séparation, la concentration, le lavage, l’échange de tampons et la cryoconservation de cellules. Scinogy a conçu l’appareil pour éliminer certains des processus manuels les plus complexes et les plus laborieux de production de thérapies cellulaires, en facilitant ainsi la transition de la R&D à la fabrication clinique.^1,2

Scinogy a développé les premiers prototypes de son appareil avec des billes représentant des cellules. Toutefois, ils se sont vite rendu compte qu’ils devaient le tester sur de vraies cellules pour optimiser les conditions du procédé et assurer une efficacité maximale, en évitant d’endommager ou de perdre les cellules. En collaboration avec Rebecca Lim, professeure associée de l’Institut Hudson et Anqi Li, doctorante, ils ont alors décidé d’optimiser l’appareil pour l’utiliser avec de vraies cellules grâce aussi à l’aide de Thermo Fisher Scientific. Anqi a passé les dernières années à développer le dispositif de lavage de cellules qui a désormais été lancé avec succès par Thermo Fisher Scientific et dénommé système de centrifugation à contre-courant Gibco™ CTS™ Rotea™.

Le comptage cellulaire était essentiel dans le développement du Gibco™ CTS™ Rotea™

Dans la fabrication de thérapies cellulaires, particulièrement les thérapies autologues, chaque cellule est précieuse. S’assurer que le Gibco™ CTS™ Rotea™ fournissait un traitement en douceur et une récupération élevée des cellules vivantes était donc d’une importance cruciale. Anqi a étudié les effets de facteurs tels que le débit, la force centrifuge et la densité du tampon sur le nombre de cellules et sur leur viabilité.^3,4

« Lorsque nous développions l’appareil, le nombre de cellules était essentiel pour connaître l’échec ou le succès de chaque analyse », explique Anqi. Le comptage cellulaire a aidé l’équipe à comprendre comment les différents paramètres du processus affectaient leurs cellules, c’est ainsi qu’ils ont pu optimiser le Gibco™ CTS™ Rotea™. Mais assez tôt, le comptage manuel des cellules est devenu un facteur limitant, ralentissant le processus de développement. « Nous étions frustrés par le comptage manuel à chaque fois », explique Anqi. « Nous avons essayé d’autres compteurs de cellules automatisés,

L’équipe a rapidement entendu parler du notre compteur automatisé de cellules qui donne des résultats précis en moins d’une minute. Ils n’ont pas hésité à participer à notre concours, en espérant que le NC-202™ leur donnerait un moyen fiable de compter leurs cellules et d’améliorer le développement de leurs procédés. Ils ont gagné, et le NC-202™ a été installé dans le laboratoire du Hudson Institut en février 2021. NucleoCounter® NC-202™, notre compteur automatisé de cellules qui donne des résultats précis en moins d’une minute. Ils n’ont pas hésité à participer à notre concours, en espérant que le NC-202™ leur donnerait un moyen fiable de compter leurs cellules et d’améliorer le développement de leurs procédés. Ils ont gagné, et le NC-202™ a été installé dans le laboratoire de l’Institut Hudson en février 2021.

Sauver les produits cellulaires à faible viabilité

Le système de centrifugation à contre-courant Gibco™ CTS™ Rotea™ a été lancé en octobre 2020. Mais l’équipe a continué à améliorer le système et à travailler sur les moyens d’accroître la fabrication de thérapies cellulaires à petite échelle.

Depuis qu’ils ont remporté le NC-202™, ils travaillent sur un procédé visant à améliorer la viabilité cellulaire dans les ATMP. « La viabilité cellulaire est un critère de contrôle de qualité important pour la fabrication de cellules. Si vous avez un lot de cellules dont la viabilité est faible, vous ne pouvez pas le perfuser dans le corps d’un patient même si vous avez atteint le rendement cible après expansion ou collecte. La production de ce lot a essentiellement échoué », explique Anqi.

L’équipe espérait trouver un moyen rapide et peu onéreux de sauver ces produits à faible viabilité. « Nous avons développé un procédé qui prévoit une étape supplémentaire avec le système Gibco™ CTS™ Rotea™. Ainsi nous pouvons éliminer les cellules mortes et améliorer la viabilité du produit », dit-elle.

Dans le cadre de cette étude, ils ont utilisé le NC-202™ pour mesurer le nombre et la viabilité de leurs cellules avant et après le processus de sauvetage. « L’utilisation du NC-202™ s’est avérée une bonne approche. En utilisant la méthode traditionnelle de comptage cellulaire, nous ne pouvions pas faire la différence entre les billes magnétiques que nous utilisons pour activer les cellules et les cellules T elles-mêmes », dit Anqi. Le NC-202™ utilise des colorants fluorescents qui se lient aux acides nucléiques, différenciant ainsi les cellules facilement des billes magnétiques.

Leurs derniers travaux ont été publiés sur Cytotherapy en mars de cette année, moins d’un an après l’installation du NC-202™ dans leur laboratoire. Dans les travaux publiés, ils illustrent leur procédé de sauvetage optimisé. Ce groupe de recherche rapporte une amélioration réussie de la viabilité des lymphocytes T expansés de 80,7 à 94,7 % et des cellules épithéliales amniotiques humaines fraîchement isolées de 79,2 à 90,3 %. 5 Ce sont des résultats remarquables dans un domaine où chaque cellule compte.

« Un compteur de cellules automatisé fiable comme le NC-202™ a certainement facilité le développement de notre procédé », déclare Anqi.

Cliquez ici pour plus d’informations sur le NucleoCounter® NC-202™.

Lectures complémentaires

Comptage cellulaire: Réponses à toutes vos questions sur le comptage cellulaire
Plus d’information sur Gibso™ CTS™ Rotea™: Gibco CTS Rotea Counterflow Centrifugation System
Comptage cellulaire: Numération de cellules dans des environnements conformes aux BPF/GMP
Produit: NucleoCounter® NC-202™

Références

1. Li, A., James, D., Lim, R. (2021), The Gibco™ CTS™ Rotea™ system story—a case study of industry-academia collaboration Gene Therapy.
2. Li, A., et al. (2021) Advances in automated cell washing and concentration Cytotherapy 23(9):774-786.
3. Li A., et al. (2020) Design of Experiment (DoE) approach to identify critical parameters in a counterflow centrifugation system Cytotherapy 22(5):S151-S152.
4. Li A., et al. (2019) Evaluating automated buffer exchange protocols using Rotea™ counterflow centrifuge Cytotherapy 21(5):S40.
5. Li A., et al. (2022) Improving cell viability using counterflow centrifugal elutriation Cytotherapy.

Gibco™ CTS™ et Rotea™ sont des marques déposées de Thermo Fisher Scientific.