| Resumé |
Les Cellules Stromales Mésenchymateuses (CSM), anciennement connues sous le nom de Cellules Souches Mésenchymateuses, ont été décrites dans les années 1970 par l'équipe du Dr. Friedenstein principalement en raison de leurs potentiels de différenciation cellulaire. Depuis, de nombreuses autres fonctions ont été mises en évidence : immunomodulation, trophicité, effet anti-apoptotique et migration cellulaire. Après l'obtention de données pré-cliniques solides, les premiers essais cliniques ont vu le jour à partir de 2005 et leur nombre annuel n'a cessé d'augmenter. Au total, plus d'un millier d'essais ont été répertoriés et une dizaine de médicaments mis sur le marché. L'un des challenges de ces thérapies reste l'amélioration des processus de bioproduction indispensable à leur mise à disposition à grande échelle. L'acoustophorèse, manipulation de cellules grâce à l'utilisation de forces de radiations acoustiques (FRA), a émergée comme une technologie prometteuse pour leur bioproduction. Elle présente les avantages de ne pas nécessiter de marquage, d'être biocompatible, d'induire peu de contraintes physiques et d'être facilement intégrable dans un processus automatisé compatible avec les bonnes pratiques de fabrication. L'objectif de cette thèse a été d'évaluer la faisabilité de l'utilisation et les applications de l'acoustophorèse au cours des étapes de bioproduction de CSM. Ce travail a été divisé en trois parties de recherche. (1) Caractériser les propriétés physiques des CSM issues de moelle osseuse et de tissus adipeux afin d'en effectuer un tri basé sur la FRA : densité, compressibilité, taille et facteur de contraste acoustique (FCA). La densité des CSM isolées à partir de ces deux sources est apparue homogène entre les 5 premiers passages. En revanche, nous avons observé une forte hétérogénéité intra et inter-donneurs de la compressibilité et du FCA au cours des passages précoces, avant stabilisation. (2) Evaluer la faisabilité d'un tri cellulaire des CSM par acoustophorèse. Nos résultats suggèrent la faisabilité d'un enrichissement cellulaire d'une fraction de la population de CSM en fonction de sa FCA. (3) Développer un système de lavage cellulaire acousto-fluidique pour transférer des cellules d'un milieu vers un autre permettant ainsi l'élimination de protéines présentes dans le milieu initial. Ainsi, nous avons réussi à éliminer jusqu'à 99% des protéines suspendues en maintenant un recouvrement cellulaire jusqu'à 99%. L'efficacité de ce procédé a été maintenue dans une large gamme de concentrations cellulaires et protéiques, sans impact sur la mortalité cellulaire, ni sur le transcriptome des CSM. Nous avons alors développé avec succès un système de reconcentration à haut débit basé sur l'acoustophorèse appliqué à des globules rouges et des cellules Jurkat. En conclusion, nos travaux ont mis en avant la pertinence, la biocompatibilité et l'efficacité de l'utilisation de l'acoustophorèse dans deux procédés de bioproduction de cellules. L'un des avantages majeurs des systèmes développés ici est leurs flexibilités. Selon l'application, il sera possible d'adapter les capacités de traitement pour une application à grande échelle dans le but de faciliter la bioproduction de cellules, et in fine, l'accessibilité aux biothérapies. |