Improve-Stem
Le projet Improve-Stem (Interreg project developing new bioMaterials for PROliferation and in Vitro Expansion of STEM cells) vise à développer un ensemble intégré d’outils nécessaires à la multiplication de cellules souches mésenchymateuses.
La réalisation de cet objectif repose sur 3 aspects :
- Le développement de microbilles aux propriétés de surface adaptées afin de contrôler l’adhésion des cellules souches à leur surface et leur détachement une fois la phase de multiplication terminée,
- Le design d’un bioréacteur dont le design et les conditions opératoires sont adaptées pour une multiplication optimale des cellules souches attachées sur les nouvelles microbilles,
- L’élaboration de protocoles standardisés de caractérisation garantissant homogénéité, pureté et qualité des cellules souches.
Afin d’atteindre ces objectifs, le consortium du projet rassemble des compétences pointues en sciences des matériaux, en génie des bioprocédés et en biologie cellulaire. Outre son rôle central dans le design du bioréacteur, le département de Chemical Engineering, et plus particulièrement le groupe PEPs, se charge de la coordination administrative et scientifique.
Le projet est cofinancé par le FEDER à hauteur de 1 934 247 € pour un budget total de 3 223 245 € dans le cadre d’un programme Interreg V A Grande Région. Ce projet de 3 ans a démarré le 1er janvier 2017 et durera jusqu’au 30 juin 2020.
Partenaires
- Centre Interfacultaire des Biomatériaux (CEIB) de l’ULiège;
- Leibniz Institute for New Materials (INM);
- Université de Kaiserslautern;
- Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST);
- Université de Lorraine;
- Centre National de la Recherche Scientifique français (CNRS);
Le projet a obtenu le label "Université de la Grande Région (UniGR)".
Contexte du projet
Le projet a démarré sur un constat : les cellules souches sont un progrès indéniable sur le plan médical mais les méthodes de culture cellulaire actuelles (boîtes T-Flask ) ne permettent pas d’en obtenir des quantités suffisantes pour des études cliniques ou des applications thérapeutiques. Dans un futur proche, la montée en échelle et l’automatisation des procédés de culture seront requis afin de garantir la reproductibilité et la qualité du processus d’obtention des cellules. La technique la plus prometteuse jusqu’à présent repose sur l’utilisation de microbilles qui offrent une grande surface d’adhésion aux cellules. Ces billes sont ensuite mises en suspension dans un bioréacteur à cuve agitée et les cellules souches se multiplient à leur surface. Cette technique, déjà utilisée pour les cultures de cellules animales (production de vaccins), pose cependant des problèmes dans le cas spécifique des cellules souches, qui nécessitent d’être récupérées après multiplication sans qu’elles ne soient altérées.
Implication scientifique du groupe PEPs
L’équipe de Dominique Toye participe au design d’un bioréacteur à cuve agitée. Celui-ci doit permettre de répartir les microbilles dans tout le milieu de culture, tout en ne provoquant pas trop de contraintes mécaniques sur les cellules attachées à la surface des microbilles afin d‘éviter qu’elles se différencient ou qu’elles meurent. En fin de culture, le bioréacteur doit également permettre de séparer les cellules des microbilles sans les altérer. Pour cela les microbilles seront recouvertes d’un polymère thermoréactif permettant le contrôle de l’adhésion en fonction de la température.
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