Dans la recherche pharmaceutique, biomédicale et cosmétique, de nombreuses molécules ne sont exclues que dans les stades les plus avancés des tests, lorsque les coûts et les délais sont déjà très élevés. Pour résoudre ce problème, l’aide vient de modèles in vitro plus prédictifs, capables de reproduire avec plus de fidélité les conditions physiologiques humaines et qui peuvent contribuer à la diffusion des méthodes non animales, en réduisant, lorsque cela est possible, le recours à l’expérimentation animale. Le projet Emile s’inscrit dans ce contexte – plate-forme avancée de modèle vasculaire athérogénique – qui s’est achevé par l’atteinte des objectifs techniques attendus, au terme d’un parcours de recherche et développement réunissant des compétences industrielles, numériques et scientifiques. Cofinancé par le Pr Fesr Toscana 2021-2027 dans le cadre de l’appel Rs2 2023 – rapporte une note – Emile a été coordonné par IVTech Srl et créé, également avec le soutien de Stargate Consulting srl, en collaboration avec les partenaires BeeApp Srl, Giotto Biotech Srl et l’Institut de Physiologie Clinique du Conseil National de Recherches.
Plus précisément, Emile a été appliqué dans un contexte lié à l’athérosclérose – l’une des principales causes sous-jacentes aux crises cardiaques, aux accidents vasculaires cérébraux et à d’autres pathologies cardiovasculaires – à travers le modèle du développement de la pathologie et de l’impact d’un médicament sur elle. Il s’agit d’une plateforme qui permet de cultiver des cellules vasculaires dans des conditions dynamiques, de les soumettre à des stimuli biologiques contrôlés et d’observer comment le modèle répond à des molécules potentiellement actives. Le projet a permis le développement de nouveaux modèles de plateforme fluidique, d’un système de contrôle à distance via App et d’un modèle biologique dynamique basé sur des cellules dans un bioréacteur.
En particulier – détaille la note – IVTech, leader et spin-off de l’Université de Pise spécialisée dans les technologies pour modèles in vitro avancés, a conçu et réalisé les plateformes fluidiques de la série « Arcadia ». Les solutions permettent de gérer respectivement jusqu’à 8 et 12 circuits en parallèle, avec des plateaux modulaires et amovibles et une configuration conçue pour simplifier la transition entre incubateur et hotte à flux laminaire. BeeApp, une entreprise spécialisée dans le développement de logiciels, a créé l’infrastructure d’application et de contrôle à distance, avec surveillance des paramètres environnementaux et opérationnels, gestion sécurisée des utilisateurs et des appareils, systèmes d’alerte et possibilité d’intervenir sur la programmation des expériences même à distance. L’Institut de physiologie clinique du Cnr a développé et testé le modèle biologique, en utilisant des cellules musculaires lisses de l’artère coronaire humaine dans des conditions statiques et dynamiques, et en analysant la viabilité, la migration, le stress oxydatif, la réponse inflammatoire et les marqueurs phénotypiques. Giotto Biotech, une entreprise active dans la production de protéines recombinantes et dans les services biochimiques et métabolomiques, a préparé et caractérisé les métalloprotéinases Mmp-2 et Mmp-9, l’inhibiteur Nngh et les échantillons nécessaires à l’expérimentation, contribuant également aux analyses métabolomiques. Stargate Consulting, fournisseur de services qualifiés, a accompagné ses partenaires industriels dans la lecture des facteurs de concurrence, des perspectives de marché et des trajectoires possibles pour valoriser les résultats, également en tant que membre fondateur d’Artes 4.0, le centre de compétence national spécialisé en robotique et intelligence artificielle, qui coordonne aujourd’hui également le Hub européen d’innovation numérique Artes 5.0 – Restart Italy, orienté vers la diffusion des technologies numériques, de l’IA et de la robotique pour des chaînes de valeur durables, anthropocentriques et résilientes.
Emile – poursuit la note – représente une expérience significative de collaboration entre compétences industrielles, numériques et scientifiques, orientée vers le développement de solutions avancées dans le domaine des modèles et technologies in vitro pour soutenir la recherche appliquée. L’intérêt de la solution réside dans l’intégration de composants qui, dans les systèmes traditionnels, sont souvent séparés : mouvement des fluides, chambres de culture, contrôle des paramètres et supervision des expériences. La modularité et la gestion de plusieurs circuits en parallèle peuvent augmenter la capacité expérimentale et la reproductibilité ; la télécommande réduit le besoin d’ouvrir fréquemment l’incubateur, aidant ainsi à maintenir une température, une humidité et une concentration de CO2 stables et limitant le risque de compromettre les échantillons et les tests à long terme. Les utilisateurs potentiels sont des laboratoires universitaires et hospitaliers, des centres de recherche en biologie, des organismes de recherche sous contrat, des entreprises pharmaceutiques et cosmétiques et, plus généralement, des structures développant des modèles in vitro avancés. Les impacts attendus concernent l’efficacité de la recherche, la possibilité d’intercepter plus tôt les molécules inappropriées, la protection des expériences par des alarmes et une surveillance continue, une moindre exposition des opérateurs et la réduction des mouvements et interventions inutiles. Le projet a également construit une base expérimentale utile pour des études plus approfondies sur les composés, les nutraceutiques et les mécanismes impliqués dans l’athérogenèse.
Le projet Emile démontre ainsi l’intérêt d’une collaboration dans laquelle la technologie, la biologie, les logiciels et les compétences d’accompagnement à l’innovation contribuent au même résultat. Les perspectives d’avenir incluent la poursuite de l’industrialisation de la plateforme, l’extension à d’autres modèles physiopathologiques et l’intégration d’agents d’intelligence artificielle pour le système de contrôle à distance, qui permettront des fonctions avancées d’analyse et d’automatisation, augmentant ainsi l’efficience et l’efficacité du système.
Les résultats ont été présentés le 10 juillet dernier au siège opérationnel d’IVTech à Ospedaletto (Pise), lors de la réunion de vérification technique. Participants : Annamaria Gisario, désignée par Sviluppo Toscana ; Tommaso Sbrana pour IVTech ; Tommaso Martelli pour Giotto Biotech ; Federico Vozzi pour le CNR – Institut de Physiologie Clinique ; Anna Tuosto pour BeeApp et, pour Stargate Consulting, Andrea Bellucci et Rico Petri.
