Mise au point de méthodes à haut contenu d'information pour la découverte de nouvelles molécules thérapeutiques – HICOMET

Les méthodes de « cytomique » à haut contenu d'information sont de puissants outils qui utilisent des cellules vivantes comme tubes à essais pour la découverte de nouvelles molécules thérapeutiques. Les approches de High Content Screening (HCS) permettent la mesure simultanée de plusieurs paramètres moléculaires et cellulaires. Elles apportent des informations dans un contexte cellulaire fonctionnel, qui apparaît plus prédictif que les données biochimiques classiques.
Le but de ce projet est de développer de nouvelles méthodes innovantes de High Content Screening. S'appuyant sur l'expertise unique des trois partenaires impliqués, nous envisageons de mettre au point des tests et méthodes innovantes pour l'analyse à haut contenu d'information sur cellules vivantes. Le projet s'orientera autour de deux grands axes, le développement de méthodes sur lignées cellulaires mais également sur cultures primaires de cellules avec un objectif commun, l'obtention de modèles pertinents pour la découverte de nouveaux médicaments.
//Parmi les modèles et méthodes envisagées dans ce projet, les modèles de lignées cellulaires présentent une réelle innovation par leur capacité de détection et d'analyse de plusieurs évènements moléculaires spécifiques (activité caspase 3 / activité calpaïne / interaction proteine-proteine) et cela dans un environnement cellulaire pertinent (panel de lignées tumorales / Oncocells / lignées cellulaires neuronales). En effet, la plupart des méthodes de HCS proposées aujourd'hui sont basées sur la détection de paramètres morphologiques ou cellulaires.
En ce qui concerne les modèles développés sur cultures primaires (neurones primaires et cellules primaires de tumeurs), le défit innovant réside essentiellement, au-delà de l'optimisation des capteurs et des conditions de marquage, dans l'automatisation de l'analyse pour application industrielle en High Content Screening. En effet, même si l'obtention de cultures primaires est décrite depuis longtemps dans la littérature scientifique, l'élément clé sera ici la miniaturisation et l'adaptation à des technologies à haut débit allant du microscope confocal à la cytométrie en flux.
//Ce projet innovant s'appuie sur les compétences uniques d'une entreprise de biotechnologie et de deux laboratoires académiques. Le partenaire 1 possède une expérience unique du High Content Screening et des analyses cellulaires automatisés à haut-débit. Le partenaire 2 présente une expertise reconnue dans le domaine de la recherche contre le cancer et notamment dans le domaine des modèles cellulaires tumoraux. Enfin, le partenaire bénéficie d'une renommée international dans le domaine de la neurophysiopathologie et notamment une expérience particulière des cultures primaires neuronales. Parmi ces trois partenaires hautement complémentaires, les partenaires 2 et 3 seront en charge de différentes étapes de R&D respectivement pour des modèles cancéreux et neuronaux. Le patenaire 1 sera responsable de l'automatisation de méthodes d'analyse cellulaire et leur validation pour un format HCS à haut-débit.//Ce projet est orienté vers la mise au point de nouvelles méthodes à hait contenu sur lignées cellulaires mais également sur cultures primaires avec un même enjeux de validation de nouveaux modèles pertinents pour la découverte de nouveaux médicaments.

1.Le développement de modèles de lignées cellulaires sera envisage pour l'étude de maladies neurodégénératives, l'étude de cancers ou encore l'analyse d'interactions spécifiques protéine-protéine par une approche de High Content Screening.

1.A Mise au point de modèles sur lignées cellulaires pour des applications en HCS:
(i) pour la détection de l¿activité calpaïne, une enzyme clé impliquée dans les phénomènes apoptotiques et dont l¿activité semble être augmentée dans les cas de maladie d'Alzheimer.
(ii) pour un nouveau biosensor détectant l'activité gamma-secrétase in situ grâce à des biocapteurs innovants. Cette enzyme gamma-secrétase joue un role important dans la pathologie de la maladie d'Alzheimer, comme la libération de beta-amyloid à partir de l'APP.

1.B Développement de lignées cancéreuses spécifiques :
(i) par implémentation d'un capteur caspase 3 spécifique dans un panel de lignées tumorales.
(ii) par surexpression stable de cibles thérapeutiques spécifiques.

1.C Développement de nouvelles méthodes pour la détection d¿interactions protéine-protéines.

2.La mise au point de cultures primaires isolées directement de tissus vivants sera appliquée aux domaines des maladies neurodégénératives et du cancer.

2.A Développement de modèles de neurodégénérescence sur cultures primaires neuronales pour des applications HCS afin d'obtenir des modèles d'étude pertinents pour les maladies d'Alzheimer et Parkinson.

2.B Développement de modèles sur cultures primaires tumorales par adaptation des méthodes préalablement validées dans ce projet sur des cultures primaires dérivées de prélèvements tumoraux.

Les « milestones » attendus pour ces développements seront des méthodes efficaces et pertinentes tandis que les livrables ultimes seront représentés par le passage et la validation de ces méthodes vers un format de High Content Screening, en plaque 96 puits sur plateforme automatisée.

A chaque étape du projet, des solutions alternatives ont d'ores et déjà envisagées en fonction de l'efficacité des méthodes et des problèmes rencontrés.
//Les partenaires possèdent un brevet couvrant un procédé essentiel de ce projet. Ce brevet traite d'une méthode innovante de suivi d'un évènement moléculaire dans des cellules vivantes à l'aide d'un capteur fluorescent. Ce brevet initialement déposé par l'INSERM a finalement été exclusivement licencié au partenaire 1. En effet, ce brevet protège la base de la technologie de biocapteur utilisée par Fluofarma. En particulier, celui-ci couvre le capteur caspase 3 qui sera implanté dans de nombreuses lignés tumorales. D'autres biocapteurs s'appuyant sur la même approche et utilisés dans ce projet, sont également protégés. Le brevet français a été accordé alors que plusieurs procédures nationales ont été lancées, notamment aux USA.
Ce brevet, ainsi que la possession d'une licence spécifique pour l'utilisation de protéines fluorescentes, garantira une liberté d'exploitation au sein de ce projet.