Quelques définitions

Connaissez-vous bien les mots de la biotechnologie ?

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Publié le 27/04/2023

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Les biomédicaments sont à l’origine d’une révolution thérapeutique qui est sans doute encore très loin d’avoir porté tous ses fruits tant sont grandes ses potentialités. Ses acquis sont d’ores et déjà considérables. Actuellement, près de 80 % des nouveaux médicaments sont issus des biotechnologies. Mais les applications des biotechnologies vont bien au-delà.

Culture de Cellules Souches Mésenchymateuses (CSM) en milieu liquide.
Crédit photo : GARO/PHANIE

Thérapie génique

La thérapie génique vise à corriger certaines maladies par l’apport de gènes.

Apporter au sein de cellules déficientes une copie normale d’un gène muté lors d’une maladie héréditaire, inhiber ou modifier l’expression d’un gène pathologique, corriger directement la mutation d’un gène ou encore conférer une propriété thérapeutique à une cellule par l’introduction d’un gène naturel ou artificiel sont autant d’objectifs.

Conçue initialement au début des années soixante-dix comme un moyen de corriger une pathologie héréditaire, l’idée d’appliquer la thérapie génique au traitement de cancers et de maladies dégénératives a rapidement émergé.

Les vecteurs les plus utilisés sont représentés par des virus à ARN (rétrovirus : oncorétrovirus, lentivirus, spumavirus), des adénovirus (Parvoviridae) et des virus associés à l’adénovirus (AAV).

Les premiers succès de la thérapie génique ont concerné des déficits immunitaires combinés sévères, des maladies héréditaires rares liés à un défaut de développement des lymphocytes T. Puis ce fut le tour d’autres types de déficits immunitaires, des pathologies héréditaires du système nerveux, de la drépanocytose, de la leucémie aiguë lymphoblastique, du lymphome et de la leucémie lymphoïde chronique. Sans épuiser le sujet, citons encore les résultats encourageants obtenus dans l’hémophilie B et des rétinopathies héréditaires. De nouvelles indications sont en cours d’évaluation.

Thérapie cellulaire

Celle-ci consiste à greffer des cellules afin de restaurer la fonction d’un tissu ou d’un organe. Cela pour soigner durablement les patients par une injection unique de cellules thérapeutiques.

Ces cellules sont obtenues à partir de cellules souches de différentes catégories.

Toute la difficulté étant d’orienter ces cellules (grâce à un « cocktail » ad hoc de facteurs de croissance) vers le type cellulaire souhaité.

Un autre problème réside dans la tolérance immunitaire lorsqu’il s’agit d’un donneur.

Les recherches actuelles concernent, notamment, la DMLA humide, le diabète de type 1, l’insuffisance cardiaque sévère, l’arthrose, la polyarthrite rhumatoïde, les AVC, l’infarctus du myocarde, le lupus, l’ischémie des membres inférieurs et certaines affections auto-immunes.

Biosimilaire

À la différence d’un générique, un biosimilaire, copie d’un médicament biologique, doit démontrer sa similarité structurale, fonctionnelle, préclinique (bioéquivalence pharmacocinétique et pharmacodynamique, toxicité) et clinique (efficacité, sécurité, immunogénicité) avec le médicament de référence. Cela en raison du fait que la complexité de ces molécules peut engendrer une variabilité entre chaque molécule produite. Il peut exister, par exemple, de légères différences de glycosylation selon l’origine cellulaire d’une même protéine, ce qui peut entraîner des conséquences en termes de cinétiques, voire d’activité biologique ou de tolérance.

On parle de médicament bio-identique lorsqu’un biosimilaire est produit par un fournisseur unique selon un seul procédé de fabrication et commercialisé sous plusieurs noms de spécialités (ex : Remsima et Inflectra).

Probiotiques

Il s’agit de micro-organismes vivants (bactéries, levures) utiles constituant les flores buccales, intestinales et vaginales. Leurs effets sont souches dépendantes. Les bactéries lactiques sont les plus utilisées.

Les probiotiques agissent par trois mécanismes : modulation du système immunitaire, renforcement de la fonction barrière de la muqueuse intestinale, effets antibactériens directs.

Les recommandations de sociétés savantes fondées sur l’analyse d’essais randomisés contrôlés donnent une place à l’utilisation médicale de probiotiques dans quatre domaines : les troubles dus à l’antibiothérapie, (et notamment l’infection à Clostridium difficile), les gastro-entérites aiguës, le syndrome de l’intestin irritable, la rectocolite hémorragique* et la pochite (processus inflammatoire non spécifique se développant au sein du réservoir iléal créé lors d’une intervention chirurgicale pour rectocolite hémorragique ou cancer colique).

D’autres domaines, comme ceux de la prévention de l’allergie, des entérocolites aiguës nécrosantes du prématuré et des infections hivernales ont aussi donné lieu à des essais cliniques, mais ne font pas encore l’objet de recommandations.

Prébiotiques

Ce sont des substances alimentaires composées généralement de glucides complexes, oligosaccharides et polysaccharides à courtes chaînes (d’origine naturelle, hémisynthétique voire synthétique) et aussi de polyphénols et d’acides gras poly-insaturés, constituants des substrats utilisés sélectivement par les micro-organismes de la flore intestinale de l’hôte et utilisés pour conférer des bénéfices en termes de santé. Les bifidobactéries et les lactobacilles sont les micro-organismes du microbiote intestinal les plus fréquemment ciblés. Par ailleurs, l’utilisation de prébiotiques permet aussi de rééquilibrer la flore vaginale et ainsi de prévenir ou de lutter contre les infections bactériennes ou fongiques à ce niveau.

Protéines recombinantes

Une protéine recombinante est une protéine produite par une cellule dont le matériel génétique a été modifié par recombinaison génétique.

Historiquement, les premiers ADN recombinants ont été préparés in vitro à partir de 1972, les premiers produits étant commercialisés au cours des années quatre-vingt.

Dans ce but, un gène codant pour une protéine d’intérêt est inséré dans un hôte sélectionné en fonction des mécanismes cellulaires nécessaires à la production d’une protéine fonctionnelle, des capacités productives et de la plus ou moins grande complexité de la phase de purification : bactéries, levures, champignons, cellules de mammifères ; plus rarement plantes ou animaux.

Cellules souches

Ce sont des cellules qui ont la capacité de se multiplier à l’infini et de se différencier en différents types cellulaires.

Elles permettent de mieux comprendre le développement humain et la physiopathologie de diverses maladies et d’avoir des applications dans la thérapie cellulaire et la médecine régénérative.

On en distingue plusieurs catégories, provenant du patient lui-même ou d’un donneur : totipotentes (peuvent se différencier en tous types de cellules de l’organisme et en annexes comme le placenta et le cordon ombilical), pluripotentes (plus de 200 types cellulaires), multipotentes (ne pouvant se différencier que pour un nombre limité de cellules ; elles participent au renouvellement des tissus) et unipotentes (issues de tissus adultes, et participant aussi au renouvellement tissulaire, elles ne peuvent donner naissance qu’à un seul type de cellules).

À noter le grand intérêt porté aux cellules souches pluripotentes induites (cellules IPS, pour Induced Pluripotent Stem cells), qui sont des cellules souches adultes (prélevées par simple biopsie) reprogrammées génétiquement pour avoir les caractéristiques des cellules souches embryonnaires.

Biomatériaux

Les biomatériaux sont des matériaux, inertes/synthétiques (acier, titane, céramique, polymères, corail, chitine, cellulose…) ou vivants (tissus, organes, éventuellement « manipulés » pour en charger les propriétés), utilisables à des fins médicales pour remplacer une partie ou une fonction d’un organe ou d’un tissu.

La révolution de l’impression 3D appliquée à la médecine annonce des progrès majeurs dans ce domaine, avec, en particulier, une baisse importante des coûts de fabrication.

Citons par exemple : des vaisseaux artificiels, valves cardiaques, stents, implants dentaires, prothèses de la hanche, os ou cartilage synthétique, cœur artificiel, broches, drains, matériaux de sutures, pompes implantables ou encore greffes de cellules ou de tissus…

Lorsqu’ils sont utilisés pour régénérer ou améliorer la fonction d’un tissu, on parle de bio-ingénierie tissulaire. Cette dernière implique souvent le recours à un « échafaudage » de polymère poreux, une matrice extracellulaire naturelle ou produite in vitro par des cellules ; les biomatériaux fournissent dans ce cas une structure facilitant l’organisation des cellules et leurs interactions.

Citons aussi les biomatériaux hybrides, très prometteurs, associant matériel synthétique et matériel vivant.

OGM

Sur le plan scientifique, il n’existe pas de définition unique aux organismes génétiquement modifiés. Ce terme est généralement associé à un organisme (animal, végétal, bactérie) qui a été modifié par des techniques de génie génétique. Ces techniques, réalisées en laboratoire, permettent d’ajouter de nouveaux gènes, de supprimer ou de modifier des gènes déjà présents dans l’organisme, afin, généralement, de lui faire acquérir de nouvelles caractéristiques.

En santé, des micro-organismes OGM sont utilisés pour la production de substances actives ou de vaccins ou encore de vecteurs pour des thérapies géniques.

* Résultats non concluants dans la maladie de Crohn.

Didier Rodde