Imaginer le futur de la bio-impression 3D par l’OMS, Les obstacles socio-techniques aux NAMs par PrecisionTox, Podcast de l’EFSA et autres…
Actus des méthodes non-animales
12-16 Février 2024NEWS, RAPPORTS, PRISES DE POSITION
1. Imaginer l’avenir de la bio-impression 3D avec l’OMS dans ses prospectives sanitaires mondiales
Le rapport présente les résultats d’un projet de prospective mené par l’unité Technologies Émergentes, Priorisation de la Recherche et Soutien et l’équipe Sang et Autres Produits d’origine humaine de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) sur la bio-impression 3D et la santé mondiale. Le projet a été mené entre le mois d’août et novembre 2023.
La bio-impression 3D pourrait être utilisée pour relever des défis de santé publique cruciaux, tels que la demande de réparation ou de greffes d’ organes et tissus humains. Les applications envisagées de la technologie comprennent la recherche, la formation et divers usages médicaux. Les questions en suspens comprennent la qualité, la sécurité, l’efficacité, l’équité d’accès et l’éthique. Une réglementation et une gouvernance adéquates devraient être prises en compte pour adresser ces questions efficacement.
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2. Les obstacles socio-techniques à l’adoption des NAMs par PrecisionTox
Au cours de la dernière décennie, des progrès considérables ont été réalisés dans le développement de NAMs pour l’évaluation des risques chimiques en utilisant des méthodes in vitro, in silico et in chemico, ainsi que l’utilisation stratégique d’organismes de remplacement comme modèles métaboliques pour identifier les risques potentiels des produits chimiques sur la santé humaine et l’environnement.
D’une manière générale, ces NAMs ont été accueillis favorablement, notamment en raison d’un désir, reflété à travers les conceptions/perceptions éthiques plus larges de la société, de limiter l’utilisation des animaux pour les essais de toxicité. Les avantages potentiels additionnels incluent une plus grande capacité prédictive, des coûts réduits et des processus de test plus rapides. Néanmoins, des obstacles subsistent, par exemple des doutes quant à la reproductibilité et prédictivité des NAMs et à la capacité des structures de régulation à s’adapter à ces diverses méthodes.
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3. Podcast de l’EFSA : Au-delà des tests sur les animaux avec Jean-Lou Dorne, responsable scientifique principal de l’unité Méthodologie et soutien scientifique
« Je pense qu’il est déjà possible de réduire l’expérimentation animale, je dirais au moins de façon significative. On pourrait / il serait possible de faire des tests ciblés en identifiant à nouveau à l’aide de systèmes cellulaires, animaux et humains. On pourrait / Il serait possible d’ identifier les cibles, que ce soit dans le foie, la thyroïde, le poumon, le rein, et on pourrait tester cela dans les systèmes cellulaires humains et disons sur les systèmes cellulaires des espèces couramment utilisées pour les essais, comme les rats. Finalement, s’il y a un besoin, un besoin législatif de faire une étude in vivo, au lieu d’avoir plusieurs études différentes, on pourrait avoir une seule étude très ciblée. Cela représenterait déjà une réduction de 90 % des tests. » — déclare Jean-Lou Dorne, responsable scientifique principal de l’unité Méthodologie et soutien scientifique de l’EFSA.
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4. La première bio-impression 3D de tissu cérébral humain fonctionnel par l’université UW-Madison
Une équipe de scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison a développé le premier tissu cérébral imprimé en 3D capable de se développer et de fonctionner comme un tissu cérébral typique.
La technique d’impression offre une précision — un contrôle des types et de la disposition des cellules — que l’on ne trouve pas dans les organoïdes de cerveau. Les organoïdes se développent avec moins d’organisation et de contrôle. Cette réalisation aura des répercussions importantes pour les scientifiques qui étudient le cerveau et qui travaillent sur des traitements pour un large éventail de troubles neurologiques et neuro-développementaux, comme les maladies d’Alzheimer et de Parkinson.
Selon Su-Chun Zhang, professeur de neurosciences et de neurologie, et Yuanwei Yan, chercheur dans son laboratoire, les méthodes d’impression traditionnelles ont limité le succès des tentatives précédentes d’imprimer du tissu cérébral. Le groupe derrière ce nouveau processus d’impression 3D a récemment publié leur méthode dans la revue Cell Stem Cell.
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INDUSTRIES, BIOTECHS, PARTENARIATS
5. Organes sur puce : Transformer le développement des médicaments chez Merck
Lorsque nous sommes malades, la plupart d’entre nous comptent sur les médicaments pour aller mieux. Mais derrière chaque médicament se cachent de nombreuses années de recherche approfondie il faut en moyenne 12 ans pour qu’un médicament passe du laboratoire à votre armoire à pharmacie). Le cœur du problème réside dans les modèles d’essais précliniques traditionnels impliquant des cellules humaines ou des animaux, car ceux-ci ne peuvent pas aller jusqu’à prédire tous les effets d’un nouveau médicament sur le corps humain.
La mise au point de modèles de culture cellulaire avancés, comme les technologies d’organe sur puce, peut refléter plus fidèlement la physiologie humaine et pourrait potentiellement révolutionner l’avenir du développement de médicaments.
La technologie des organes sur puce est très complexe, et est en constante évolution. Elle est utilisée par de multiples industries à de nombreuses fins différentes. La collaboration est donc un aspect clé de son succès, nécessitant la contribution de scientifiques travaillant dans plusieurs domaines de recherche. « L’espoir est que ces technologies d’organe sur puce puissent un jour aider à accélérer le développement de nouveaux médicaments et à faire progresser la médecine personnalisée », déclare Philip Hewitt, chef du département de toxicologie d’investigation précoce de Merck.
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6. Nouvelle collaboration entre Danaher et le centre médical de l’hôpital pour enfants de Cincinnati afin d’améliorer la sécurité des patients lors des premiers stades de développement de médicaments
Plus de 20 % des essais cliniques échouent en raison de lésions hépatiques d’origine médicamenteuse (toxicité au niveau du foie), ce qui représente une perte pouvant atteindre 3 milliards de dollars par an. Les modèles in vitro, largement utilisés pour les tests de toxicité qui reposent sur des lignées cellulaires immortalisées ou des cellules primaires, ne parviennent souvent pas à prédire avec précision les réponses humaines telles que les lésions hépatiques d’origine médicamenteuse.
Molecular Devices, une filiale de Danaher et principal fournisseur de solutions haute performance pour les sciences du vivant, va s’appuyer sur une relation de longue date avec Cincinnati Children’s pour diriger les travaux de Beacon. Molecular Devices est un pionnier des solutions de bout en bout (end-to-end) pour le développement d’organoïdes et a récemment lancé le système de culture cellulaire automatisé CellXpress.ai™, une solution basée sur l’IA qui automatise les calendriers de production pour produire à grande échelle des organoïdes fiables, reproductibles et rationalisés.
« Cet effort commun rassemblera notre expertise collective et visera à faire des progrès en matière de technologie robuste avec le potentiel d’avoir un impact sur d’innombrables patients en attente de nouveaux médicaments sûrs. » - Takanori Takebe, MD, PhD, directeur de l’innovation commerciale chez CuSTOM et professeur agrégé au département de pédiatrie de l’Université de Cincinnati.
7. Comment les modèles 3D de tissus humains transforment la découverte de médicaments, interview de Keith Murphy, PDG d’Organovo
L’adoption de modèles 3D de tissus humains va contribuer à réduire le taux d’échec pour les essais cliniques, car les médicaments inefficaces seront éliminés au stade préclinique. En utilisant des modèles de tissus humains en 3D, les patients participant aux essais cliniques seront exposés à moins de médicaments inefficaces, réduisant ainsi leur risque d’effets secondaires sans aucun bénéfice.
Parmi ses nombreuses idées, Keith Murphy détaille les limites des modèles animaux, comment les modèles 3D de tissus humains d’Organovo facilitent une compréhension plus approfondie de l’expression génétique dans des maladies spécifiques, et comment l’adoption généralisée de ces modèles à la fois permettra une identification rapide des cibles médicamenteuses, réduira les coûts et diminuera la toxicité.
8. Comment l’innovation numérique aide les produits thérapeutiques à être commercialisés plus rapidement
De la recherche de substances actives potentielles à l’identification de nouvelles cibles, en passant par la simulation du fonctionnement des médicaments dans le corps humain et l’optimisation des flux de travail en laboratoire, les technologies numériques ont un impact significatif sur la découverte et le développement de médicaments.
Un certain nombre d’entreprises sont à la pointe de l’application de technologies innovantes, notamment l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique (ou Machine Learning, ML), pour la recherche de nouveaux médicaments.
Les sociétés biopharmaceutiques et biotechnologiques dépourvues de ces capacités sont désireuses d’exploiter ces technologies et le nombre de partenariats stratégiques avec ces sociétés s’accélère à un rythme sans précédent.Sanofi a déclaré qu’elle avait l’intention de devenir la première entreprise pharmaceutique « alimentée par l’IA à grande échelle » . Dans le cadre de cette ambition, le groupe a conclu une collaboration avec BioMap pour co-développer des modèles d’IA avancés et des modèles prédictifs des séquences protéiques et espère que ces modèles permettront la conception et l’optimisation multiparamétrique de produits biologiques.
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9. Définir les caractéristiques des cellules souches
Une nouvelle étude de l’Institut de biologie humaine et de Roche Pharma Research and Early Development (pRED) décrit les caractéristiques uniques et communes des cellules souches, incluant les bases de ce qui est déjà connu dans l’univers des cellules souches et cartographiant de nouvelles approches en matière de découverte de médicaments.
Comprendre les cellules souches est important non seulement parce qu’elles font partie de notre corps, mais aussi parce qu’elles sont la clé d’une technologie importante qui profite aux patients : les modèles organoïdes.
“À chaque étape de la découverte d’un médicament où vous utilisez des souris ou des lignées cellulaires humaines, vous pouvez utiliser des organoïdes, et ils sont souvent encore meilleurs que les modèles traditionnels. Ils font la promesse de modéliser toutes les maladies humaines en laboratoire.”- Hans Clevers, Responsable de la recherche pharmaceutique et du développement précliniquechez Roche.
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DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES & PUBLICATIONS
10. La promesse et le potentiel des organoïdes cérébraux par Lena Smirnova et Thomas Hartung
Les organoïdes cérébraux sont des systèmes de culture in vitro tridimensionnels dérivés de cellules souches pluripotentes humaines qui s’auto-organisent pour modéliser les caractéristiques du cerveau humain (en développement). L’article examine les techniques derrière la génération d’organoïdes, leurs applications actuelles et potentielles, ainsi que les orientations futures du domaine.
Les organoïdes cérébraux possèdent une architecture complexe contenant divers types de cellules neurales, de synapses et de myéline. Ils ont été utilisés pour des tests toxicologiques, la modélisation de maladies, des études sur les infections, la médecine personnalisée et des études sur les interactions gènes-environnement. Un concept émergent appelé Organoid Intelligence (OI) combine des organoïdes avec des systèmes d’intelligence artificielle pour générer de l’apprentissage et de la mémoire, dans le but de modéliser la cognition et de permettre des applications informatiques pour la biologie. Les organoïdes cérébraux permettent des études en neurosciences qui n’étaient pas réalisables auparavant avec les techniques traditionnelles. Ils ont le potentiel de transformer la modélisation des maladies, le développement de médicaments et notre compréhension du développement et des troubles du cerveau humain. La vision ambitieuse de l’OI est parallèle aux origines de l’intelligence artificielle, et des efforts sont en cours pour tracer une feuille de route vers sa réalisation. Pour les auteurs, les organoïdes cérébraux constituent une technologie révolutionnaire qui progresse rapidement et gagne du terrain dans plusieurs disciplines.
11. Vers la bio-impression unicellulaire : outils de microstructuration pour le développement d’organes sur puce
Bien que le domaine des organes sur puce (OoC) ait rapidement évolué avec l’intégration de conceptions de micro-ingénierie sophistiquées et le développement de capacités de contrôle et de détection du micro environnement, il présente des retards en matière de microarchitecture tissulaire naturelle, impérative pour sa fonction réelle.
Les techniques de (bio)impression 3D sont de plus en plus utilisées pour la fabrication d’OoC, en raison soit des capacités de prototypage rapide pour la fabrication de puces, soit de la capacité à intégrer la microarchitecture tissulaire.
L’article souligne la nécessité d’inclure des caractéristiques microarchitecturales et microstructurales et discute des pistes prometteuses pour incorporer des microarchitectures bien définies jusqu’au niveau de la cellule unique. Les chercheurs soulignent comment leur intégration contribuera de manière significative à l’avancement du domaine vers des tissus sur puce structurels et hiérarchiques hautement organisés. Les auteurs discutent également de la combinaison de technologies de microstructuration de pointe pour obtenir des OoC ressemblant à la complexité intrinsèque à l’homme, tout en anticipant que ces innovations entraîneront des avancées significatives dans la réalisation de la prochaine génération de modèles OoC.
