Les produits de thérapies

cellulaires, des… médicaments

comme les autres?

A partir Pr Jérôme Larghero

Unité de Thérapie Cellulaire, Banque de Sang de Cordon

CIC de Biothérapies

Inserm UMR940

Hôpital Saint Louis, Université Paris Diderot

Le produit de thérapie cellulaire ou d’ingénierie

cellulaire et tissulaire :

• contient des cellules ou des tissus d’origine humaine ou animale

ou les deux

• les cellules ou tissus peuvent être viables ou non viables

• possède des propriétés lui permettant de réparer, régénérer, ou

remplacer un tissu humain

• peut également contenir des substances supplémentaires:

Biomolécules, substances chimiques, supports ou matrices

• il est différent du sang

• il est différent d’un organe (transplantation)

• il répond à des standards de qualité et

de sécurité pour le don, la collection,

la manipulation, la cryopreservation,

le stockage, la distribution

• traçabilité,

gestion des effets indésirables

• règlement européen MTI

Le produit de thérapie cellulaire ou d’ingénierie

cellulaire et tissulaire :

• Cellules souches hématopoïétiques (CSH)

– Moelle osseuse, sang placentaire, sang périphérique

– Allogénique – autologue

Plus de 30 ans d’expérience de thérapie cellulaire en hématologie-

oncologie

Champ d’application

• Cellules immunocompétentes

– Lymphocytes T allogéniques

– Cellules NK, TIL, macrophages activés

– Clones lymphocytaires cytotoxiques (anti-EBV, anti-CMV)

– Cellules dendritiques sensibilisées avec un antigène tumoral

Champ d’application

• Réparation tissulaire

cellules osseuses ou cartilagineuses

cellules neuronales

cellules rétiniennes

substituts cutanés

cellules musculaires

Cellules + biomatériaux

Vous avez le choix…

Il y en aura pour

tout le monde

Champ d’application

Approches innovantes et/ou

médicaments de thérapies

innovantes

Qu’est ce qu'une approche innovante?...

en santé

Soit on propose un listing (certainement pas exhaustif):

Séquençage,

Protéomique,

Métabolomique

diagnostic thérapeutique

Nouvelles thérapeutiques pharmacologiques

(thérapeutiques ciblées)

Vaccins

Thérapies cellulaires

Thérapies géniques

Immunothérapie (cellules,

anticorps recombinants, cytokines…)

Médicaments de

Thérapies

Innovantes

Ou alors on propose une lecture adaptée de la

réglementation européenne

• Médicaments de thérapie génique

produit résultant d’un procédé de fabrication impliquant

– le transfert à l’homme ou à l’animal,

– in vivo ou ex vivo,

– d’un gène prophylactique, diagnostique, thérapeutique

– et l’expression in vivo qui en résulte

• Médicaments de thérapie cellulaire somatique

– cellules vivantes somatiques autologues, allogéniques,

xénogéniques.

– caractéristiques biologiques des cellules modifiées de

façon substantielle

– finalité thérapeutique, diagnostique, préventive par action

métabolique, pharmacologique, immunologique

• Produits issus de l’ingénierie tissulaire :

• des cellules (viables ou non, origine humaine ou

animale) ou tissus issus de l’ingénierie tissulaire

• des substances supplémentaires : biomolécules,

biomatériaux, substances chimiques, matrices

• But : régénérer, réparer, remplacer un tissu humain

• Médicaments combinés de thérapie innovante :

• 1 ou plusieurs dispositifs médicaux

• la partie cellulaire ou tissulaire doit avoir une action

qui ne peut être considérée comme accessoire du DM

Bonnes pratiques

tissus/cellules

≈ Bonnes pratiques

de fabrication

UTCG

??

Adaptation locaux,

organisation, personnel,

autorisations, qualité,

dossiers…

Les « produits cellulaires » sont hétérogènes

• Réparation de la peau, de l’os, du cartilage Tissus ou cellules allogéniques ou autologues

Combinés avec des facteurs de croissance et

Supports biocompatibles

• Immunothérapie des cancers basée sur l’utilisation de cellules

• Cellules endocrines

• Cellules douées de capacités de prolifération et de différenciation (cellules souches mésenchymateuses par ex) Différenciation cellulaire in vitro ou in vivo

• Produits cellulaires contenant des cellules modifiées génétiquement

• Tissus artificiels et organes artificiels

Biomatériaux, biomolécules, supports

Utilisation in vitro ou in vivo

Dispositifs sophistiqués

Produits cellulaires: des critères de qualité

Contaminations microbiennes

Contaminations croisées

Identification du produit

Banque de cellules

Produits thérapeutiques annexes pour la préparation des produits

cellulaires

Caractéristiques du produit

Libération de lot

Identité, pureté, absence de pathogènes

Stabilité

Supports, matrices, dispositifs, biomatériaux, biomolécules comme

produits annexes

Produits cellulaires: considérations non-cliniques

• Tumorigénèse

Tests fonctionnels classiques dans les souris nude

• Toxicologie

Dose cellulaire pour une administration systématique?

Des cellules humaines injectées dans des modèles

animaux ne permettent pas d’aborder correctement ces

considérations

Modèle animal autologue

• Biodistribution

Les cellules peuvent-elles engendrer des dommages si

elles sont introduites dans un nouvel environnement ?

La survie cellulaire et la différenciation présentent-elles

un risque ou peuvent-elles affecter l’efficacité?

• « Cinétique » cellulaire

Produits cellulaires: considérations non-cliniques

• Les considérations doivent être adaptées à la nature du produit

• Pharmacologie

Développement de modèles animaux pour la « preuve de concept »

Bases pour la mise en place d’essais cliniques

Recherche de la dose, traitement concomitants

• Toxicologie

Le produit fini doit être évalué et testé

La tumorigénèse doit être considérée

Produits cellulaires: considérations cliniques

• Exigences particulières des essais cliniques

Taille de l’effectif

Considérations méthodologiques

Critères primaires d’évaluation

• Recherche de dose

Le produit fini doit être évalué et testé

La tumorigénèse doit être considérée

• Pharmacovigilance particulières

Que mesurer ?

Quand ?

Pendant combien de temps ?

Produits cellulaires: considérations cliniques

• De nombreux aspects des applications des produits cellulaires peuvent être difficiles à expliquer en raison de la nature du produit, de sa complexité, de ses caractéristiques fonctionnelles

• Dans certains cas, la thérapie cellulaire « amplifient simplement » quelque chose qui existe déjà pour le réintroduire

Le point clé est donc « est-ce sûr » et « est-ce efficace » plus que « comment ça marche »

Trois mots clefs

•Qualité : valider les techniques utilisées, définir le produit

cellulaire initial et le produit cellulaire final

•Efficacité : nécessité d’évaluation et de méthodologie

adéquate

•Innocuité : quel risque pour quel bénéfice?

Le produit de thérapie cellulaire

• Il doit être actif : notion de principe actif (vocabulaire du

médicament)

• Il doit être produit, transporté et conservé dans des conditions qui garantissent la sécurité du patient

• Il a des caractéristiques précises

• Sa qualité n’est garantie que par la maîtrise de toute la chaîne (de la matière première à l’administration au patient)

• Il doit être non toxique

Le produit de thérapie cellulaire,

une vision simpliste:

TRANSFORMATION

d’un Produit de Thérapie

Cellulaire

Prélèvement

Distribution et administration au patient

TRANSFORMATION

d’un Produit de Thérapie

Cellulaire

Produit de départ (sang, biopsie)

Produit fini

Prélèvement Donneur/patient Les CQ

Qualification

initiale Spécifications

Réception

Enregistrement

Etiquetage

Température

Personnel

Locaux

Matériel

Environnement

LE PROCEDE

Stockage

Volume

Nombre de cellules

Distribution et administration au patient

qualification

libération

Description du procédé

Pour chaque étape décrire :

• les locaux

• le matériel utilisé, les PTA

• la durée des étapes

• les conditions de température, pH etc…

• les contrôles réalisés (numération, viabilité, phénotypie, fonctionnalité,

microbiologie…)

S’assurer de la formation du personnel

Niveau de manipulation

• SIMPLE

Peu de transformation

Absence de culture in vitro

Congélation / décongélation

Ex: greffons de CSH

• COMPLEXE

Culture in vitro +/- longue

Sélection cellulaire

Acquisition de nouvelles fonctions

Avec les risques liés…

(sénescence, transformation)

Ex: ES, iPS, CSM,…

Validation du procédé

1. Démontrer que le procédé permet d’obtenir les résultats attendus

(reproductibilité)

• à l’échelle du laboratoire de recherche

• à l’échelle clinique (manipulations « à blanc »)

2. A ce stade, plus de contrôles sont nécessaires qu’à la phase de

production de routine, on en fera sur tous les produits

intermédiaires

Transport

• Conditions de transport

(température, délai, contenant)

• Etiquetage

• Traçabilité+++

Cela fait partie du procédé et cela conditionne la qualité du produit

fini

La conservation

• entre le prélèvement et le début des manipulations

• au cours du procédé

• entre la libération du produit et l’administration à l’homme

A CHAQUE FOIS IL FAUDRA DEFINIR LE DELAI PAR LE

RESULTAT DES EXPERIENCES

Nécessité d’une traçabilité

Cela fait partie du procédé et cela conditionne la qualité du produit

fini

Le produit fini

• Volume

• Stérilité

• Type de cellules

• Substance active

• Conservation (si congélation : mode de décongélation), mode

d’administration, éventuels médicaments associés

• Critères de libération +++

• Notion de contrôles a posteriori (ex : examen

microbiologique sur un produit qu’on ne peut pas conserver)

Variabilité, sénescence

Variabilité interindividuelle

Variabilité liée à l’age

Variabilité liée à une pathologie

Sénescence cellulaire in vitro

Résistance à l’apoptose

Profil sécrétoire et phénotypique modifié

Nat Biotech 2008

cellules souches embryonnaires

Altérations génomiques

Critères de libération

Ce sont les critères qui permettent d’administrer le

produit, ils doivent être pertinents.

Volume

Nombre de cellules

Phénotypie

Stérilité

Fonctionnalité

Pharmacodynamie

• Voie d’injection

– locale

– Systémique (IV, IP, IM, SC,

intra-coronarienne…)

• chimiotactisme

• Intégration tissulaire

– Prolifération

– Différenciation

– transdifférenciation

• Fonctionnalité in vivo

• Doses cellulaires

• % faible de cellules

injectées détectables

• survie des cellules in situ

• environnement hypoxique

• cellules en suspension /

tissu / vascularisation

Doses cellulaires

• Souvent une administration

• Dosage défini par des caractéristiques individuelles :

– Cellules/kg

– Volume de tissu à remplacer

– Surface (peau)

• Pas forcément de relation dose-effet

• Plus que la dose, on regarde l’efficacité clinique

Quand on combine le tout…

Exemple d’un procédé et d’un

produit

Production de myoblastes pour le traitement de l’infarctus du

myocarde

Phase II Study – MAGIC: Study Procedures

Biopsy

GMP Cell Procesing

Cell suspension

10 g

Biopsy Processing

Biopsy Mincing

Cells at 50% confluence

Cell Processing Inside Lab

Two Layer Cell Factory

Ten Layer Cell Factory

Cell Culturing

Stability Data

Dynamic Shipping Validation

Donor Donor 1 Donor 2 Donor 3

Time point Time 0 Time 72 Time 0 Time 72 Time 0 Time 72

Sterility No growth No growth No growth No growth No growth No growth

Viability 98.95 97.83 99.13 98.34 95.7 95.4

% CD56

(Myoblasts) 95.55 95.72 98.38 99.71 99.61 99.59

% CD15

(non-myoblasts) 5.41 4.85 1.34 0.1 0.08 0.05

Doubling Rate

per Day 0.806 0.808 0.802 0.886 0.931 0.967

Myotube formation Positive Positive Positive Positive Positive Positive

Cell Studies with

Treatment Needles

• Study 1 - Stability

– Cells placed into syringe and manually ejected through 27G bent needle to protocol (5 sec/injection) immediately and after 4 hours

– Results show cells at 4 hours comparable to control for cell viability, marker profile or subsequent growth

• Study 2 - Durability

– Cells forced through 27G bent needle using an Instron pressure testing machine

– Results show injections 5x faster than protocol (one second per 0.2mL) have no impact on cell viability, marker profile or subsequent growth

– Injections at flow rates over 1 second per 0.2 mL did cause a drop in viability and increased cell apoptosis. Pressure needed to force this flow rate was 60 PSI or 4 Bar

M A G I C Protocol in Few Words

(Myoblast Autologous Grafting In Ischemic Cardiopathy)

• Randomized, Double Blind,

Placebo Control

• Adjunct to CABG

• 300 patients (100 in

France, 100 in Rest of

Europe, 100 in North

America)

• 2 cell culture laboratories

(France, USA)

• Co-sponsoring (AP-HP,

Genzyme Biosurgery)

• 3 dosing groups (low, high,

placebo)

• 30 intramyocardial injections

• Endpoints

1) Contractility of kinetic

myocardial segments (echo)

2) MACE, LV function, quality

of life, dose effect

• Started November 2002

Philippe Menasché, MD

On behalf of the MAGIC Investigators

American Heart Association Scientific Meetings

Late-Breaking Clinical Trial Session

Chicago, November 15, 2006

DISCLOSURE INFORMATION:

The following relationships exist related to this presentation : Consultant for

Genzyme

First Randomized Placebo-Controlled

Myoblast Autologous Grafting

in Ischemic Cardiomyopathy

(MAGIC) Trial

Control #089380

Flow of Participants

High dose Low dose Placebo

Randomized 40 39 41

Biopsied 35 38 40

Underwent CABG 30 34 34

Study Tt. injected 30 33 34

The MAGIC Trial

The MAGIC Trial

Limitations - Small numbers of patients

- Relatively short follow-up

- Inability to perform MRI

Major Outcomes

- Demonstrated feasibility despite difficulties inherent in

multicenter trials

- Absence of statistically increased risk of ventricular

arrhythmias to be cautiously interpreted in view of the small

sample size

- Absence of significant improvement of regional (cell-

transplanted segments) or global (echo-measured LVEF)

contractility

- Evidence for reversal of remodeling

«Contraintes» d’une unité

de Thérapie Cellulaire

Le produit de thérapie cellulaire Il doit être produit, transporté et conservé dans des conditions qui garantissent la sécurité du

patient

Sa qualité n’est garantie que par la maîtrise de toute la chaîne (de la matière première à l’administration au

patient)

LES PRODUITS CELLULAIRES SONT DES SYSTEMES

COMPLEXES!!!

• Les cellules sont dépendantes de leur (micro)environnement

- spécificité d’espèce

- spécificité de pathologie

• Les cellules réagissent à leur environnement

• Les cellules en culture peuvent devenir hétérogènes

• Les cellules peuvent migrer

• Les cellules sont fragiles et (parfois) mortelles

Conséquences réglementaires

Une vision de la filière MTIPP/MTI

NON MTI Recherche

fondamentale

MTIPP/MTI OBLIGATOIRE Recherche clinique

Phases I, IIa, IIb Procédés innovants

MTI OBLIGATOIRE Phase III et production

commerciale

Acteurs: Académiques Industriels Financements: Publics (ANR, associatifs…) Industriels Contraintes règlementaire: Aucune spécifique

Acteurs: Etablissements Pharmaceutiques publics ou industriels Financements: Publics (PHRC…) Industriels Contraintes règlementaires: Etablissement autorisé MTIPP Etablissement pharmaceutique Fabrication MTI

Acteurs: Etablissements Pharmaceutiques industriels Financements: Industriels Contraintes règlementaires: Etablissement pharmaceutique Production MTI AMM Contrainte de rentabilité: process industriels, automatisation…