Première cause d’invalidité mondiale, deuxième cause de mortalité, les maladies neurologiques constituent un problème de santé majeur. Même dans une région aussi prospère que l’Europe, elles pèsent davantage sur l’économie que le cancer, les maladies cardiovasculaires et le diabète réunis. Bien sûr, la médecine progresse. Mais faute d’accès satisfaisant au tissu cérébral, la recherche de traitements efficaces se heurte aux limitations des modèles actuels, avec à la clé un fort taux d’échec des médicaments. Un verrou que les technologies de « cerveau sur puce » et d’organoïdes ont le potentiel de lever en révolutionnant l’étude du cerveau et le développement de médicaments.
En partenariat avec 3Brain et la Haute école spécialisée bernoise, le CSEM a mis au point une plateforme basée sur des plaques multipuits. Celle-ci exploite la technologie du « cerveau sur puce », qui reproduit l’environnement du cerveau sur de petites puces en silicium afin d’étudier la façon dont les neurones interagissent et répondent aux traitements en milieu contrôlé. Conçue pour le criblage à haut débit, cette plateforme permet de réaliser simultanément un grand nombre d’essais tout en facilitant l’acquisition de larges ensembles de données. Son principal atout : associer des supports de culture micropuits de dernière génération à des réseaux de microélectrodes à haute densité (HD-MEA). Composés de milliers de microélectrodes capables de mesurer l’activité électrique des cellules, les HD-MEA offrent un accès inégalé à l’activité électrophysiologique en 2D et 3D. Il devient ainsi possible d’étudier le tissu cérébral avec un degré de précision inédit.
« Cet outil est conçu pour enregistrer simultanément les données de 24 échantillons grâce à une configuration 3D spécifique, qui préserve l’intégrité des échantillons tout en offrant une cadence nettement supérieure à celle des systèmes conventionnels. Il intègre une puce très performante dotée de milliers de capteurs, permettant un traitement accéléré des données et une réduction significative des coûts », explique Gilles Weder, Head R&BD, Life Science Technologies, au CSEM. « La recherche peut désormais s’appuyer sur des expériences poussées avec des modèles 3D : de quoi affiner la compréhension du comportement cellulaire et tester les médicaments dans des conditions plus réalistes. En plus, notre outil est conçu pour s’adapter aux infrastructures de laboratoire standard, ce qui le rend facile à utiliser et améliore à la fois l’efficacité et la capacité de déploiement. »
L’association de technologies avancées de réseaux de microélectrodes, d’encapsulation et de traitement à haut débit confère à cette plateforme un avantage compétitif majeur. Grâce à la possibilité de tester simultanément un grand nombre d’échantillons 3D et à son traitement intégré des données, cet outil synonyme d’efficacité se fond complètement dans les protocoles de l’industrie pharmaceutique. Mauro Gandolfo, CEO de 3Brain, souligne les profondes implications de cette technologie sur la société et l’économie : « En améliorant le taux de réussite des médicaments, ce système pourrait réduire significativement les coûts de recherche et développement, avec, à terme, des traitements plus abordables. Tout progrès dans le traitement des maladies neurologiques est une victoire : pour les personnes atteintes, dont ils améliorent la qualité de vie, tout comme pour leurs proches et pour les systèmes de santé, dont ils allègent le fardeau. Enfin, la commercialisation de la technologie du « cerveau sur puce » sera bénéfique à la Suisse, leader mondial dans les sciences de la vie, en favorisant la croissance de ses secteurs pharmaceutique et microtechnique. »
L’application de la technologie de « cerveau sur puce » du CSEM à des modèles organoïdes avancés est en passe de modifier en profondeur l’étude du cerveau et la découverte de médicaments. En repoussant les limites des méthodes classiques, elle offre une approche éthique, évolutive et rentable pour mieux comprendre et traiter les maladies neurologiques. Grâce à cette technologie, le traitement de ces pathologies semble promis à un bel avenir.
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