Réduction de l'effet Warburg chez une lignée de cellules de mammifères productrices d'anticorps

L'effet Warburg, ou glycolyse aérobie, est l'une des signatures métaboliques du cancer. Il est aussi largement observé chez les cellules d'ovaires de hamster chinois (CHO), plateforme privilégiée par l'industrie pharmaceutique pour la production de médicaments. L'utilisation de la glycolyse aérobie, plutôt que de la respiration mitochondriale, comme voie catabolique principale est à l'origine d'un manque d'efficacité énergétique et d'une production accrue de lactate pouvant inhiber la croissance et la production. C'est pourquoi de nombreuses stratégies existent pour réduire l'effet Warburg durant les bioprocédés de cultures de cellules CHO. La plupart du temps, elles orientent le métabolisme vers la respiration en faisant appel à des modifications génétiques, activant ou inhibant des enzymes du métabolisme, ou à l'optimisation des conditions de culture, par le contrôle précis des échanges avec le milieu extracellulaire. Nous proposons dans ce mémoire une troisième approche encore peu explorée. En s'inspirant des thérapies métaboliques appliquées pour diminuer l'effet Warburg dans le cadre du cancer, nous avons ajouté au milieu de culture des molécules interagissant avec certaines enzymes clés du métabolisme énergétique. Deux candidats ont été sélectionnés pour notre étude : l'acide lipoïque, connu pour activer l'enzyme responsable de l'entrée du flux glycolytique dans la mitochondrie, et le bleu de méthylène, connu pour faciliter les échanges d'électrons à la membrane mitochondriale. Après avoir déterminé la dose maximale n'altérant pas la croissance pour chacune des drogues sur une lignée test de notre laboratoire capable de produire un anticorps monoclonal, nous avons mesuré leur effet sur la croissance, la viabilité, la consommation et la production de plusieurs métabolites importants, ainsi que sur des marqueurs directs de l'activité mitochondriale. Ce faisant, nous sommes parvenus à caractériser quelles voies métaboliques étaient activées et inhibées par la supplémentation de chacune des drogues et de leur combinaison. L'acide lipoïque semble encourager l'approvisionnement de la mitochondrie en intermédiaires réactionnels, tandis que le bleu de méthylène favorise les réactions d'oxydoréduction à la membrane mitochondriale et diminue le stress oxydatif qui en résulte. Ce dernier paramètre a un impact positif sur la productivité en anticorps, avec un titre final augmenté de 24 % par rapport au contrôle non traité. Ces résultats encourageants donnent un meilleur aperçu de la régulation métabolique des CHOs et présentent la supplémentation de drogues métaboliques comme une stratégie prometteuse pour augmenter la productivité des bioprocédés pharmaceutiques.