02 oct 2021

La rigidité des organes : le cœur de la recherche Cell&Soft

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Cell&Soft est une jeune société DeepTech, située dans la région Auvergne Rhône-Alpes, à Grenoble. Née d'un projet commun entre le Laboratoire des Technologies de la Microélectronique (CNRS LTM) et l’Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (CEA IRIG), Cell&Soft est spécialisée dans la conception de supports de culture cellulaire novateurs, au service du développement de candidats-médicaments.

Le parcours d’un médicament est long, coûteux et souvent infructueux. En oncologie, première aire thérapeutique mondiale, seulement 3,4 % des candidats-médicaments obtiennent une autorisation de mise sur le marché. Les phases in vitro de ce parcours, qui regroupent l’ensemble des essais sur modèles cellulaires, souffrent d’un manque cruel de prédictibilité : de très nombreux résultats prometteurs échouent au moment du passage en pré-clinique et ne deviennent jamais des succès cliniques. Ces échecs sont en partie dus à l’absence de modèles d’études cellulaires représentatifs des maladies et donc prédictifs de la réponse aux médicaments.

Pour être pertinent, un bon système de culture in vitro ne doit pas seulement permettre la survie et la croissance des cellules mais doit également se rapprocher au plus près du microenvironnement naturel. Or, in vivo, les cellules sont organisées en tissus variés, aux propriétés physiques distinctes. Les tissus humains et animaux sont par définition mous et élastiques. Par leur composition et fonction distinctes, chaque tissu/organe présente une rigidité qui lui est propre, cette dernière pouvant évoluer au gré des modifications physiologiques et/ou pathologiques (vieillissement, cicatrisation, fibrose, cancer ...). Cette rigidité joue un rôle prépondérant dans les réponses cellulaires, en influençant de très nombreux mécanismes comme la synthèse génique et protéique, la durée du cycle cellulaire, l’adhésion, la migration, la communication, la différenciation.... En conséquence, elle joue un rôle majeur dans la cancérogenèse et la formation des métastases, oriente la différentiation des cellules souches, module l’efficacité d’un médicament : on parle de mécano-sensibilité́ cellulaire.

Les systèmes de culture en plastique couramment utilisés dans les laboratoires ont une rigidité un million de fois supérieure à la quasi-totalité des organes qui nous constituent !

Frise rigidités organes 500
Frise rigidités des organes

Ainsi, les modèles cellulaires développés et cultivés sur ces supports standards sont très loin de reproduire le comportement et les réponses des cellules telles qu’ils existent in vivo. De nombreuses études ont documenté l’obtention de résultats biaisés provenant de l’utilisation de supports de culture présentant des rigidités non physiologiques, et ce malgré de grandes avancées dans les méthodes et techniques de culture cellulaire.
Cell&Soft développe une gamme complète de matrices qui reproduit au plus proche les conditions biomécaniques observées in vivo. Constituées d’hydrogels, ces matrices exhibent une rigidité pouvant varier de 0,5 à 100 kPa, couvrant ainsi les rigidités moyennes de la quasi-totalité des organes.

Mecachips 500
Mecachips

Pour la première fois, de manière unique et originale, Cell&Soft développe des supports hydrogel qui reproduisent les hétérogénéités mécaniques des tissus à l’échelle du micromètre, levant d’un niveau supplémentaire le mimétisme des essais cellulaires in vitro, sans altérer la facilité de leur mise en œuvre. Les méthodes de fabrication et de contrôle sont basées sur une technologie de rupture issue de la microélectronique et appliquée à la culture cellulaire. Cell&Soft propose plusieurs gammes de matrices mécano-mimétiques adaptées aux différentes problématiques de test : supports de rigidité uniforme couvrant les rigidités moyennes des organes mous (gamme MecachipsTM), supports comprenant des textures de rigidité - gradients ou motifs - qui miment l’hétérogénéité tissulaire (gamme µpattern Mecachips) ou contenant des microsphères fluorescences pour l’étude des forces de traction cellulaires (gamme Mecatract). Les supports Cell&Soft sont standardisés, la rigidité implémentée est contrôlée et modulable. Ces substrats sont particulièrement adaptés aux problématiques de l’oncologie et des cellules souches, prenant en considération les phénomènes de mécano-sensibilité cellulaire rarement pris en compte dans les travaux de recherche réalisés in vitro, notamment dans le cas du criblage de candidat médicament.

Par la combinaison d’une réplication sans précédent des propriétés mécaniques à l'échelle micrométrique et d’un contrôle indépendant de la chimie de surface, l’objectif de Cell&Soft est de fournir de nouveaux outils prêts à l’emploi, robustes et faciles d’utilisation, permettant d’adresser des problématiques que la culture cellulaire classique ne permet pas d’aborder.

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Cell & Soft présentera son activité à Cell Culture vol.2 des 23 et 24 novembre 2021 à EASE Strasbourg

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