Les projets collaboratifs de R&D
CLIMBIN, un projet de R&D collaborative, pour relever le défi sociétal de la production de nouvelles biothérapies et outils de production.
Lauréat de l’AMI « Nouvelles biothérapies et outils de production »,
le projet CLIMBIN est financé à hauteur de 2,2 M€ par BPI France
Le développement des biothérapies (protéines recombinantes, anticorps, vaccins) et des médicaments de thérapies innovantes (médicaments de thérapie génique, médicaments de thérapie cellulaire somatique, médicaments issus de l’ingénierie cellulaire ou tissulaire, médicaments combinés de thérapie innovante) est une véritable opportunité pour mieux soigner les patients.
Cependant, la production de ces Médicaments de Thérapie Innovante (MTI) est encore très onéreuse. Ainsi, le projet CLIMBIN visait à développer une solution innovante de contrôle analytique des procédés répondant à la problématique d’optimisation et d’automatisation des systèmes de culture cellulaire, que ce soit en USP (upstream process) ou en DSP (downstream process).
Cette solution permet aux entreprises pharmaceutiques et biotechnologiques ainsi qu’aux CDMO (Contract Development and Manufacturing Organization) de réduire leurs délais et coûts de production et rendre ainsi accessible les produits thérapeutiques au plus grand nombre de patients.
Grâce au projet CLIMBIN, les partenaires du projet vont mettre à disposition de la filière bio-production une solution innovante basée sur la spectroscopie Raman en ligne optimisée en appliquant la Technologie Analytique de Procédé (Process Analytical Technology – PAT), prête à l’emploi et adaptée aux cultures en suspension (CHO) dans divers types de bioréacteurs.
En suivant en temps réel les paramètres critiques de procédé et de qualité, les avantages disruptifs sont attendus en termes de maîtrise, de performances industrielles et de RSE (Responsabilité Sociétale des Entreprise).
> Objectif : améliorer la productivité des cultures cellulaires de mammifères (CHO) et d’anticorps monoclonaux (mAbs)
L’objectif général du projet était de concevoir un système permettant de mieux superviser les cultures cellulaires grâce à des capteurs innovants et optimisés (spectromètres) fournissant des mesures in-situ et en temps réel et en prédisant les Paramètres Critiques du Procédé (CPPs) et les Attributs Critiques de la Qualité (CQAs) grâce à des algorithmes de Machine Learning (ML).
> Des batchs de cultures cellulaires en milieu industriel
Différents lots de cultures cellulaires ont été réalisés dans les 3 laboratoires du consortium, à des échelles croissantes, c’est-à-dire au LRGP, NMNS et dans les Laboratoires Servier.
Lors de cette montée en échelle, les bioréacteurs ont toujours été instrumentés afin de mesurer in-situ des Paramètres Critiques du Procédé (CPPs) tels que la température, le pH, la pression en oxygène, etc.
De plus, les sondes Raman in situ ont permis de mesurer les spectres en temps réels qui serviront à prédire les CPPS et les Attributs Critiques de la Qualité (CQAs) tels que des nutriments (exemple : glucose, glutamine), des métabolites (exemple : lactate, glutamate) et d’autres paramètres tels que la concentration en anticorps produits (Titer), la densité cellulaire totale (TCD) ou la densité de cellules viables (VCD).
Lors des lots produits dans le projet, ces paramètres étaient aussi mesurés off-line, afin de constituer une base de données fiable dans le but d’étalonner les spectromètres.
> Optimisation de solutions de mesure Raman
Le spectromètre Raman (Viserion®) d’INDATECH-Groupe Chauvin Arnoux est capable de mesurer en temps réel 4 bioréacteurs simultanément grâce à 4 sondes in-situ et avec différentes longueurs d’onde de laser d’excitation.
Lors du projet, tout le système de mesure a été optimisé de façon innovante afin de délivrer des performances améliorées en termes de sensibilité, signal-sur-bruit, robustesse vis-à-vis de la lumière incidente parasite ainsi que de la turbidité croissante des milieux mesurés au cours de la culture cellulaire.
> Utilisation du Machine Learning pour la prédiction des CPPs et CQAs
Les mesures effectuées dans les bioréacteurs par les sondes des spectromètres Raman ont été modélisées par des algorithmes de Machine Learning afin de prédire en temps réel les Paramètres Critiques du Procédé (CPPs) et des Attributs Critiques de la Qualité (CQAs) tels que par exemple le glucose, le lactate, la concentration en anticorps produits (Titer), la densité cellulaire totale (TCD) ou encore la densité de cellules viables (VCD).
Ces outils du PAT ont prouvé leur performance pour la supervision de procédés en fed-batch de cultures de cellules de mammifères pour la production d’anticorps monoclonaux.
> Un consortium de partenaires complémentaires
Ce projet collaboratif rassemblait les partenaires suivants :
- le laboratoire NMNS – NanoMédicaments et NanoSondes – de l’Université de Tours – Professeur Igor Chourpa et son équipe
Le NMNS est le coordinateur du projet et apporte ses compétences sur les capteurs, la spectroscopie vibrationnelle et l’analyse de données. En partenariat avec le Bio3, ce laboratoire de l’Université de Tours a pu caractériser les équipements de spectroscopie optique tout au long de leur optimisation durant les 3 années du projet pour la mesure de cultures cellulaires.
- le laboratoire LRGP – Laboratoire Réactions et Génie des Procédés – de l’Université de Lorraine/CNRS, Nancy – Dr. Emmanuel Guedon et son équipe
Le LRGP, expert en génie des procédés depuis des dizaines d’années sur les cultures de cellules de mammifères (CHO), a réalisé des cultures cellulaires en bioréacteurs en petit volume (Erlenmeyers ou des mini-bioréacteurs) afin de caractériser les sondes spectroscopiques innovantes développées au cours du projet.
- Le groupe pharmaceutique Servier, Bio-S, Gidy – Sylvain Arnoux et son équipe
Le groupe pharmaceutique Servier a effectué des cultures cellulaires sur son site de R&D, d’ingénierie et de production de biomédicaments du Bio-S à Gidy. Ces lots ont été réalisés en conditions industrielles dans des bioréacteurs instrumentés, de façon à suivre les Attributs Critiques de la Qualité (Critical Quality Attributes – CQAs) et les Paramètres Critiques du Procédé (Critical Process Parameters – CPPs) des cultures cellulaires (cellules CHO) pour la production d’anticorps monoclonaux (mAbs).
- INDATECH, Groupe Chauvin Arnoux, Montpellier – Dr. Fabien Chauchard et son équipe
L’équipementier INDATECH conçoit et fabrique des spectromètres optiques (proche infrarouge, Raman, UV) pour les applications au laboratoire, en ligne et in-situ. Durant le projet, la société a optimisé ses équipements spectroscopiques afin de rendre les systèmes plus performants pour la mesure en ligne en bioréacteurs.
- La société Ondalys, Montpellier – Dr. Sylvie Roussel et son équipe
La société Ondalys est spécialiste de l’analyse de données (spectroscopie, imagerie, paramètres procédé, OMICS) pour le développement de procédés en biotechnologie, notamment grâce aux approches Quality-by-Design (QbD) et Process Analytical Technology (PAT). Les équipes ont développé les modèles de prédiction des Paramètres Critiques du Procédé (CPPs) et des Attributs Critiques de la Qualité (Critical Quality Attributes – CQAs) sur la base des capteurs spectroscopiques innovants développés au cours du projet par la société INDATECH.
Ce projet a été financé par le gouvernement français
dans le cadre du Plan de Relance et du Programme d’investissements d’avenir
Pour en savoir plus sur l’expertise d’Ondalys en termes de supervision de procédés dans le cadre de l’Industrie 4.0.
ACCESS, projet collaboratif de R&D, pour la production de Médicaments de Thérapie Innovante à moindre coût.
Lauréat de l’AAP « Bio-médicaments : améliorer les rendements et maîtriser les coûts de production », ACCESS est un projet de plus de 2,5 M€
Dans le cadre de l’ Appel à Projet « Biomédicament : améliorer les rendements et maîtriser les coûts de production » du Grand Défi Bioproduction, le projet ACCESS – (Advanced Cell Control by Spectroscopic Sensors), projet de R&D collaborative , a reçu un avis favorable de la part de BPI France pour relever le défi sociétal de la production de Médicaments de Thérapie Innovante (MTI) à moindres coûts.
Le projet ACCESS a pour objectif d’optimiser les cultures de Cellules Souches Mésenchymateuses (CSM) en bioréacteur grâce à un contrôle en ligne de la production, basé sur des capteurs optiques en ligne innovants, des algorithmes de Machine Learning et un rétrocontrôle automatisé en temps-réel doublé d’un jumeau numérique et d’une approche Quality-by-Design (QbD) pour la modélisation du procédé.
Ce projet collaboratif porté par l’industriel INDATECH – groupe Chauvin Arnoux rassemble l’intégrateur MTInov, Ondalys, Cybernano, Ypso Facto et StemInov.
Ce projet permettra de structurer une offre intégrée QbD/PAT française à rayonnement Européen pour le contrôle de tous types de cultures de cellules adhérentes en biotechnologie, grâce à des fournisseurs de produits et services complémentaires, allant de la modélisation de procédé (Ypso Facto, Cybernano) jusqu’à l’implémentation industrielle du contrôle en en ligne (INDATECH, Ondalys, Cybernano).
Ce projet a été financé par le gouvernement
dans le cadre du Plan de Relance et du Programme d’investissements d’avenir
Pour en savoir plus sur l’expertise d’Ondalys en termes de supervision de procédés dans le cadre de l’Industrie 4.0.
Mon équipe a reçu plusieurs formations menées par des personnes d’Ondalys (analyses de spectres via Unscrambler, Multi-blocs & Analyses en Composantes Indépendantes (ICA)). Chaque fois, nous avons pu apprécier la clarté des exposés, rendant accessible des notions complexes, les capacités techniques et l’expertise des intervenants couplées à leur bienveillance à l’égard des apprenants. Chaque événement fut un régal et une réussite.Nos prochaines formations
Ondalys, organisme de formation agréé, délivre des formations inter et intra-entreprises professionnelles aux industriels et institutionnels.
Notre expertise au service de l’analyse de vos données
Fort d’une expérience de plus de 15 ans dans l’analyse de données (chimiométrie), en particulier appliquée aux mesures spectroscopiques et de procédés, nos équipes vous accompagnent à chaque étape de vos projets
