CTI Biotech dévoile deux modèles de peau imprimés en 3D pour la commercialisation

CTI Biotech dévoile deux modèles de peau imprimés en 3D pour la commercialisation

CTIBiotech, start-up de recherche en thérapie cellulaire, a dévoilé deux technologies de bioimpression de modèles de peau complets pour des applications de soins de la peau. Soucieuse de fournir aux chercheurs les meilleurs outils pour fabriquer les produits les plus compatibles avec l’homme, la société française a présenté le premier modèle de peau immunitaire bioimprimé adapté au criblage de médicaments et d’ingrédients pour la peau normale et enflammée, ainsi qu’un modèle de glande sébacée imprimé en 3D pour le criblage de la sécrétion d’huile et la recherche sur les brûlures.

Les technologies de bioimpression 3D développées à CTIBiotech devraient permettre aux chercheurs de créer de manière reproductible des modèles prédictifs de tissus humains en grande quantité et de faire progresser la recherche biomédicale. En outre, les réglementations et les exigences des consommateurs en matière de produits pour la peau ont augmenté dans les domaines pharmaceutique et cosmétique, ce qui rend prioritaire la réalisation de tests rapides, fiables et sûrs. Les dernières innovations de la société en matière de bio-impression devraient contribuer à accélérer la création de modèles de peau, qui ont toujours été considérés comme une tâche manuelle laborieuse.

Les deux nouvelles technologies de modèles de peau pleine bioimprimée de la société ont été dévoilées lors du 31e congrès de la Fédération internationale des sociétés de chimistes cosmétiques (IFSCC) au Japon, qui, comme la plupart des événements en 2020, est devenu virtuel en raison de la pandémie COVID-19 en cours. CTIBiotech travaille depuis cinq ans à affiner son expertise en bio-impression pour produire de nouveaux modèles pour les applications de soins de la peau, répondant à un besoin récurrent de tests pour évaluer l’efficacité et la sécurité des ingrédients contenus dans les produits dermato-cosmétiques, ainsi que les dispositifs médicaux et esthétiques ou la préparation d’essais cliniques pour la régénération de la peau et les brûlures.

Peaux humaines artificielles produites par bio-impression 3D et ayant mûri pendant plusieurs semaines. Image avec l’aimable autorisation de CTIBiotech

Les chercheurs de CTIBiotech et du laboratoire allemand de recherche dermatologique Beiersdorf ont développé un modèle in vitro innovant de peau complète incluant les glandes sébacées, en utilisant la technologie de bio-impression pour étudier la production de lipides et le criblage à haut débit des ingrédients actifs. Ces modèles innovants, rentables et utiles pourraient devenir un outil puissant utilisé pour développer des produits cosmétiques et dermatologiques avancés dans un avenir proche.

Les glandes sébacées sécrètent un mélange de lipides pour lubrifier la peau, ce qui en fait l’un des premiers mécanismes de défense contre les agressions extérieures. Elles contribuent également à la régulation du microbiome de la peau, ont des propriétés antioxydantes et des caractéristiques anti-âge. Nico Forraz, co-fondateur et PDG de CTIBiotech, a déclaré à 3DPrint.com que Beiersdorf avait besoin d’accéder à une technologie qui permettrait de cribler rapidement de nouveaux produits ou ingrédients, mais qui pourrait en même temps être suffisamment avancée et sophistiquée pour aider ses chercheurs à étudier de nouveaux produits qui pourraient augmenter ou réduire la production de sébum.

Modèles de peau bioimprimés en 3D avec bioencre et cellules primaires CTIBiotech. A) et B) Essai de viabilité en utilisant un réactif vivant/mort après 8 jours, C) 21 jours après la bioimpression 3D. Image reproduite avec l’aimable autorisation du CTIBiotech

La nécessité d’un dépistage sébacé humain rapide et précis est très importante, notamment en raison de l’augmentation de la pollution mondiale et de la hausse des incidences d’allergies cutanées. CTIBiotech a conçu un processus rapide pour prélever, chez les donneurs, des échantillons de peau qui peuvent être utilisés pour accroître les populations de cellules. Ensuite, en adaptant les stratégies de bio-impression des cellules humaines pour concevoir des modèles de peau imprimée à la fois à l’échelle macro et micro, les chercheurs ont réussi à créer un modèle de peau complète micro-sébacée multi-glande avec l’épiderme, le derme et les glandes sébacées, pour un criblage rapide des ingrédients et des médicaments.

Le dépistage à cette échelle permet de sélectionner plus rapidement à la fois le bon produit et la concentration du produit qui sera utile pour les traitements de la peau. Le modèle 3D a été conçu à l’aide d’un logiciel de CAO, puis bioimprimé avec le système Bio X 3D de Cellink dans des plaques à 12 puits. Ensuite, les modèles imprimés ont été affinés sur une période de 21 jours. CTIBiotech a pu imprimer en 3D plus d’une centaine de modèles de peau reproductibles en deux heures. La société a affirmé que le modèle 3D fournit davantage de données pathologiques et en temps réel sur l’effet d’un ingrédient sur la peau, permettant une sélection meilleure et plus ciblée des cosmétiques et des médicaments pour les clients. En fait, Forraz a déclaré qu’ils travaillent activement sur des modèles de glandes sébacées pour l’acné et les brûlures.

« Il existe très peu de médicaments efficaces contre l’acné, et de nombreuses sociétés pharmaceutiques cherchent à lancer des programmes anti-acnéiques. De même, il existe un besoin de médicaments qui peuvent aider à hydrater les brûlés. Tout médicament qui doit traiter cette condition peut être modelé sur les modèles de peau bio-imprimée que nous fabriquons », a suggéré M. Forraz.

Structure d’un modèle micro-sébacé bioimprimé en 3D. Image reproduite avec l’aimable autorisation de CTIBiotech

Le second modèle de peau développé par CTIBiotech est un système de test in vitro de la peau entière à base de macrophages matures immunisés par bioimpression, pour le criblage d’ingrédients cosmétiques destinés soit à réduire l’inflammation soit à la prévenir. Les macrophages ont été choisis dans cette étude en raison de leur extrême importance dans la cinétique immunologique de la peau. Ces cellules spécialisées constituent la première ligne de défense de l’organisme et peuvent détecter et détruire les bactéries et autres organismes étrangers nuisibles.

Cette fois, la société a construit le modèle en partenariat avec le fabricant français d’additifs chimiques cosmétiques BASF Care Creations, qui voulait un modèle fiable pour cibler des ingrédients spécifiques pour les soins de la peau qui peuvent réduire l’inflammation de la peau. Forraz a indiqué que les entreprises comme BASF doivent prévoir l’efficacité et la sécurité des produits de soins de la peau dès le début. Il existe un besoin croissant de solutions pour prévenir et traiter les maladies de la peau non mortelles, mais la disponibilité de systèmes de dépistage appropriés et abordables ne suit pas. CTIBiotech a détecté une augmentation de la demande de modèles de peau ex vivo plus complexes et de tests in vitro en raison de préoccupations et de réglementations en matière de sécurité.

Modèles de peau bioimprimés en 3D après 21 jours de maturation. Image avec l’aimable autorisation de CTIBiotech

Afin de créer les modèles de peau immunisée, les modèles bioimprimés ont été conçus et découpés au préalable sur l’ordinateur à l’aide des logiciels SketchUp et Slic3r respectivement afin de générer un fichier G-code. Ensuite, les cellules amplifiées ont été mélangées séparément avec un bio-encreur adapté au développement de la peau et imprimées en 3D avec l’appareil Bio X de Cellink dans des plaques à 12 puits. Plus d’une centaine de modèles de peau identiques ont été imprimés en 3D en deux heures. Ce système de criblage est orienté vers l’homme et a été mis à l’épreuve avec des molécules d’irritation clés afin d’évaluer l’efficacité du modèle pour l’acquisition de données utiles.

Les partenariats ont aidé les chercheurs de CTIBiotech à comprendre le point de vue de l’utilisateur final et à accélérer la mise au point de leurs modèles de peau, qui sont maintenant commercialisés par la société. BASF et Beiersdorf ont été les deux premières entreprises à utiliser les modèles, mais Forraz a confirmé qu’elle testait désormais des modèles bioimprimés pour de nombreuses autres entreprises et même des hôpitaux cliniques à Paris.

« L’idée est de bioimprimer un tissu humain aussi proche que possible de la condition humaine avec des applications pour les cosmétiques, la dermatologie et les thérapies hospitalières. Nous sommes intéressés par le développement continu de nos modèles de peau et de cancer, mais à long terme, nous cherchons déjà à développer des modèles bioimprimés pour la peau du cuir chevelu et la pigmentation de la peau, et nous essayons même d’intégrer des neurones dans nos modèles de peau, pour créer des modèles de peau sensible (mais c’est encore en cours) », a poursuivi M. Forraz.

Reproductibilité des modèles de peau bioimprimés par rapport aux modèles de peau manuels. Image reproduite avec l’aimable autorisation de CTIBiotech

Grâce à la bioimpression, CTIBiotech transforme son activité en innovant dans l’automatisation du processus de développement et de production de modèles de tissus humains. Ces nouveaux modèles, produits en plusieurs exemplaires et biologiquement identiques aux propres tissus du patient, seront de puissants accélérateurs pour la recherche et le développement, par exemple, de nouveaux médicaments anticancéreux ou de soins de la peau plus efficaces.

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