Les innovateurs

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Dynamisme et créativité président à la création de start-up – ou à la naissance de filiales de multinationales - qui contribuent par les applications qu’elles développent à réduire ou à remplacer l’utilisation d’animaux dans la recherche ou les études toxicologiques.

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Synaxys (https://synaxys.com/)

La start-up toulousaine Synaxys, créée en 2018, propose le 1er modèle du système nerveux humain, “5D-brain”, qui permet de réduire l'expérimentation animale et d'accélérer la découverte des thérapies de demain contre les maladies neurologiques. Avec 5 dimensions accessibles, 3D dans l'espace, temps et modèle de maladie, ces modèles de mini-cerveaux en éprouvette améliorent les études précliniques de recherche et développement. Ces cultures uniques reproduisent les étapes de développement du cerveau humain. Elles sont cultivées sur des puces composées de 60 électrodes, permettant d'enregistrer l'activité électrique de ces réseaux neuronaux humains tout au long de leur vie. En permettant la collecte continue de données fonctionnelles, “5D-Brain” fournit les informations physiologiques qui faisaient jusqu'alors défaut aux acteurs de la recherche thérapeutique.

Robuste, reproductible, et de mise en place rapide, “5D-brain” peut reproduire in vitro des troubles neuro-pathologiques spécifiques, tels que l'épilepsie, la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques, l'autisme ou la maladie d'Alzheimer. En quelques semaines, il permet de prédire quelle sera la réponse du système nerveux humain à de nouveaux traitements avant de débuter les essais cliniques chez l'Homme.

Synaxys est membre de la filière française des organes sur puce, structurée par BioValley France (cf. plus bas).

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Poietis (https://poietis.com) est une entreprise de biotechnologie spécialisée dans le développement et la fabrication de tissus humains par bioimpression. Sa mission principale est le développement de nouvelles solutions thérapeutiques basées sur son expertise dans les technologies de bioimpression et en particulier la bioimpression laser haute résolution. Poietis a développé la plateforme de bioimpression multimodale NGB ("Next Generation Bioprinting") déclinée en deux versions : une pour la recherche in vitro en ingénierie tissulaire (NGB-R) et une version clinique (NGB-C) pour la production de tissus bioimprimés implantables.
Cette plateforme de biofabrication multimodale et automatisée permet aux chercheurs d'obtenir des résultats supérieurs en ingénierie tissulaire grâce à une haute résolution, et permet la fabrication de tissus complexes en assurant répétabilité et reproductibilité.
La technologie de bioimpression de Poietis est le fruit de recherches innovantes menées depuis dix ans à l'Inserm et à l'Université de Bordeaux.  Depuis sa création en 2014, l’entreprise, qui emploie aujourd'hui 35 personnes, a développé des modèles physiologiques, notamment en partenariat avec les principaux groupes pharmaceutiques et cosmétiques mondiaux. Poietis a aussi développé Poieskin®, la première peau humaine bio-imprimée disponible sur le marché, à usage de recherche, notamment pour la validation d'ingrédients cosmétiques.
La technologie de Poietis est l'une des techniques alternatives à l'expérimentation animale les plus prometteuses. Scientifiquement, l’objectif est de récapituler des modèles tissulaires pertinents biologiquement parlant, et à des coûts qui restent abordables, afin de répondre  à la fois à la problématique éthique et au manque de prédiction des modèles expérimentaux animaux. Enfin cette technologie d’avenir peut être mise à profit pour résoudre les problèmes industriels auxquels est confrontée l’ingénierie tissulaire, avec des besoins d’automatisation, de standardisation et la complexification des modèles. La bioimpression représente des enjeux sociétaux importants, le but étant d’être de plus en plus prédictif de ce qui se passe réellement au sein du corps humain, dans des phases les plus en amont possibles, afin de se focaliser sur les molécules les plus prometteuses en termes d’efficacité clinique potentielle et avec le moins d’effets secondaires possible, tout en contribuant à une transition vers une recherche non-animale.

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Elvesys/Elveflow, entreprise créée en 2011 localisée à Paris, a pour objectif premier de participer aux projets de recherche les plus prometteurs liés à la micro-fluidique. Et notamment les laboratoires sur puce et les organes sur puce. Les applications de la micro-fluidique peuvent contribuer au développement de nouveaux médicaments notamment en permettant de détecter un grand nombre de combinaisons de nouvelles molécules thérapeutiques ou encore de faciliter le contrôle de la différenciation et de la croissance des cellules souches. Quant aux multi organes sur puce, Elvesys souligne que la culture interconnectée des cellules souches pluripotentes induites redifférenciées pourront permettre d’étudier les causes du vieillissement, de tester de nombreux médicaments en phase préclinique (contribuant ainsi à une réduction importante du nombre d’animaux utilisés dans ces tests), d’envisager une médecine individualisée en cultivant les cellules souches propres à chaque patient.

La vallée microfluidique: des start-ups françaises  dans le domaine des laboratoires sur puce et de la microfluidique

Présentation d'Elvesys

Introduction aux laboratoires sur puce

Introduction sur les organes sur puce

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Cherry Biotech (www.cherrybiotech.com)

Cette start-up se consacre à recréer la physiologie humaine pour les tests de médicaments et la médecine de précision. Elle a notamment développé toute une gamme de produits – somme des technologies de culture cellulaire 3D de nouvelle génération - qui permet la culture à long terme de tissus humains et de biopsies ou de modèles cellulaires 3D ou encore de modèles d’organes sur puce.

Certaines recherches s’effectuent en collaboration avec Elveflow.

Exemples d'applications

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Epithelix (www.epithelix.com) est une société de biotechnologie créée en 2006 qui fournit des solutions alternatives in vitro à l'expérimentation animale pour évaluer les effets des médicaments en développement et évaluer la toxicité des composés chimiques sur les voies respiratoires humaines. Située à Genève, elle a également une filiale en France.

On lui doit une technologie unique permettant aux tissus reconstitués d'être maintenus à un état homéostatique pendant une longue période de temps ; en d'autres termes, les tissus ressemblent morphologiquement et fonctionnellement au tissu natif. L'entreprise s'est d'abord concentrée sur le système respiratoire et a commercialisé MucilAir ™, le seul modèle d'épithélium respiratoire humain capable de rester pleinement différencié et fonctionnel pendant plus d'un an. Ce modèle est commercialisé et disponible aux États-Unis, en Europe et en Asie.

Elle réalise pour des centres de recherche des tests de « candidats médicaments » destinés au traitement de la Covid-19.

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Sun Bioscience (https://sunbioscience.ch/)

Cette start-up suisse développe une technologie de pointe pour les cultures standardisées d’organoïdes, dérivés de cellules souches, qui sont des tissus miniatures 3D auto-organisés avec des fonctions de mimétisme d'organes. La technologie ouvre la porte à une médecine personnalisée.
Ainsi, SUN bioscience a lancé un projet pilote clinique pour déterminer l'efficacité des médicaments disponibles sur les organoïdes intestinaux issus de patients souffrant de fibrose kystique.

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Episkin – L’Oréal

Depuis 30 ans L’Oréal développe des tests alternatifs aux tests sur animaux. Une filiale d’Episkin a été ouverte en 2014 en Chine. Certains projets dépassent le cadre des produits cosmétiques :

Pionnier dans la défense de la cause animale

​Episkin travaille en partenariat avec la société Hesperos installée en Floride : https://hesperosinc.com/

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Fluigent (www.fluigent.com)                                                           

Entreprise internationale, Fluigent développe, fabrique et soutient les systèmes micro-fluidiques existants les plus avancés. 

Parmi les applications à visée toxicologique ou médicale :

• Création de modèles de stimulation mécanique complexes sur la culture cellulaire 3D dans une plate-forme micro-fluidique - ou dispositif appelé organe sur puce - avec un accent particulier sur la création d'un cartilage : cliquer ici

• Culture d’organoïdes en microbilles : cliquer ici

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

4D cell (www.4dcell.com)

L’entreprise située en banlieue parisienne développe et commercialise des systèmes dédiés au contrôle du microenvironnement cellulaire. Les applications concernent la recherche sur le cancer, l’immunologie, la physiologie des organes et les maladies rares.

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Alvéole

Cette société de bio-ingénierie localisée à Paris (succursale en Virginie – E-U) a développé une plate-forme permettant aux biologistes de travailler avec des microenvironnements contrôlés et reproductibles (in vitro), d’étudier plus efficacement les cellules vivantes et modéliser les pathologies : cliquer ici

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Biomillenia (https://biomillenia.com)

Cette société installée en banlieue parisienne réunit des experts en micro-fluidique, en microbiologie, biologie moléculaire et bio-informatique.

Biomillenia se concentre sur la restauration d'un microbiote robuste et résilient en isolant des microbes auparavant non cultivés pour développer des produits thérapeutiques et des produits de santé grand public de nouvelle génération.

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Cyprio (https://www.cyprio.fr/)

Start-up de biotechnologie émergée de l’ESPCI Paris, elle fabrique des micro-tissus du foie et du pancréas pour des applications pharmaceutiques et thérapeutiques et pour la recherche fondamentale. Les nouveaux modèles complexes in vitro sont réalisés grâce à la technologie « BioPearl » : cliquer ici

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Clinic'n'Cell  (http://clinicncell.com/)

Cette start-up créée le 16 mars 2020 développe une approche clinique ex vivo mise au point dans le cadre de recherches académiques réalisées par l'INRAe. Elle vise à évaluer les effets des aliments et des nutriments sur la santé humaine.

La première étape consiste à réaliser une prise de sang chez des volontaires qui ont ingéré le produit alimentaire à tester. Ce sang prélevé, qui contient les métabolites issus de la digestion du produit (molécules d’intérêt qui portent le principe actif) est ensuite appliqué sur des cellules en culture selon un savoir-faire protégé par l’INRAE. L'investigation s'effectue donc à l’extérieur du corps justifiant la dénomination ex vivo. Cette approche permet en quelques semaines, une démonstration rapide et physiologique du bénéfice santé espéré du produit en s'affranchissant d'un recours à l’expérimentation animale : cliquer ici.

Les données obtenues permettent également de mettre en évidence les mécanismes d’action qui sont mis en jeu au niveau moléculaire. Ce nouvel outil de recherche innovant et alternatif ne nécessite finalement qu’une prise de sang, des cellules et du savoir-faire.

La pertinence des résultats est fondée sur l’utilisation de matériels humains (sang, métabolites, cellules) pour un coût bien souvent inférieur à celui d’une expérimentation chez l’animal.

Les utilisateurs de cette approche clinique ex vivo innovante sont des industriels de l’agro-alimentaire, de la nutraceutique, du complément alimentaire et de la nutri-cosmétique qui recherchent une crédibilité scientifique accrue de leur produit (facteur clé du marché) sans passer par un modèle animal.

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Corstim (https://www.corstim.com)

Le projet CorStim a pour objectif de mettre en œuvre chez l’humain une neuromodulation innovante du cortex cérébral, dite en boucle fermée (car elle permet d’adapter les paramètres de stimulation électrique en fonction de l’activité cérébrale enregistrée localement ou à distance par un mécanisme de feedback en temps réel), en substitution de la stimulation cérébrale profonde.

La stimulation cérébrale profonde (DBS) est actuellement une solution thérapeutique efficace pour améliorer les symptômes de plusieurs désordres neurologiques incluant la maladie de Parkinson, la dystonie, le tremblement essentiel et les troubles obsessionnels compulsifs lorsque les médicaments ne sont pas, ou plus, efficaces.

La stratégie innovante proposée, basée sur des connaissances accumulées depuis des années sur des sujets humains atteints de divers désordres cérébraux ainsi que sur des travaux de modélisation mathématique - qui n'a donc nécessité aucun recours à l'expérimentation animale - permettra d’offrir aux patients éligibles un soulagement thérapeutique plus individualisé, moins invasif, plus accessible et moins coûteux que la DBS.

La première cible est l'aphasie chronique suite à un accident vasculaire cérébral.

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Eden Medtech (https://eden-microfluidics.com/medtech/)

Cette société, créée en 2017, produit des puces de haute qualité de façon abordable et rapide. Des systèmes biomimétiques sont développés dans deux applications : le traitement de l'eau et les organes artificiels. Eden Medtech participe à un projet européen financé par Horizon 2020 (Renoir ITN), qui vise le développement de dispositifs de culture cellulaire microfluidique et d’organes sur puce pour la régénération cellulaire et musculaire.

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BioValley France (https://www.biovalley-france.com/fr/territoire/definition-organes-sur-puce/) a pour vocation de soutenir et accélérer l'émergence de techologies innovantes, et est chef de file dans la structuration de la filière française des organes sur puce. Les donneurs d'ordre sont les grands groupes pharmaceutiques et cosmétiques. Un nombre conséquent de biotechs a rejoint le groupe de réflexion, complété par de nombreuses équipes de la recherche publique. Un annuaire dédié a été créé : ici.

Ses utilisations actuelles ou envisagées sont diverses :

• réalisation d’études de toxicologie sur des modèles utilisant des cellules humaines ;

• réalisation d’études d’efficacité de molécules dans le cadre de la recherche préclinique mais aussi clinique, permettant de raccourcir les délais. Il est notamment possible de faire des études dose-réponse en limitant l’utilisation de modèles animaux peu prédictifs ;

• modélisation des maladies, notamment d’origine génétique, en associant des organes sur puces et l'édition de gènes. De même, une fois validée, la méthodologie d'organe sur puce peut conduire à la création d’organes personnalisés, directement au lit du patient.

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Soutien aux projets

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Institut Pierre-Gilles de Gennes

L’IPGG coordonne avec le Centre d’Innovation et de Recherche Technologique de l’Institut Pasteur, le DIM (Domaine d’Intérêt Majeur) ELICIT « Technologies innovantes pour les Sciences de la Vie ». Le DIM ELICIT vise à soutenir des projets de recherche interdisciplinaires entre les technologues et les chercheurs en sciences de la vie en Ile-de-France : cliquer ici

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Institut français de bio-informatique

Pour le soutien aux projets des structures qui travaillent dans le domaine de la bio-informatique : cliquer ici

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