Des bactéries, des hamsters chinois… et quelques secrets de fabrication

Par le Dr Isabelle Aknin, présidente de l’ARMD

Dr Isabelle Aknin — Présidente-fondatrice de l’ARMD

Imaginez une usine minuscule qui ne dort jamais, qui travaille à la température du corps humain, qui se nourrit de sucre et qui fabrique, goutte après goutte, le médicament que nous injectons dans l’œil de nos patients.

Ce n’est pas de la science-fiction : c’est ce que font les cellules qui produisent nos anti-VEGF.

Je suis cette aventure depuis la fin des années 1990. Aujourd’hui, on parle beaucoup de biosimilaires et de substitution. Mais avant d’en discuter l’usage, encore faut-il comprendre ce que l’on cherche à reproduire.

1- 1er mai 2005, Fort Lauderdale

Pendant l’ARVO, au Marriott Harbor Beach, j’assistais avec Gisèle Soubrane et Gabriel Coscas à un petit-déjeuner organisé par Philip Rosenfeld. Il y présentait les résultats du bevacizumab (Avastin) par voie intraveineuse chez quelques patients atteints de DMLA néovasculaire. Le bevacizumab était alors un médicament d’oncologie, autorisé aux États-Unis en 2004 dans le cancer colorectal métastatique.

Quelques jours plus tard, l’équipe de Miami réalisait sa première injection intravitréenne dans la DMLA, publiée pendant l’été 2005. L’OCT, qui prenait alors une place déterminante dans notre pratique, permettait de suivre les effets anatomiques avec une précision nouvelle. L’administration intravitréenne du bevacizumab allait considérablement accélérer l’adoption des anti-VEGF, avant que le ranibizumab (Lucentis), autorisé en 2006, ne transforme définitivement notre pratique.

Mais ce que nous avons peut-être un peu oublié, c’est l’aventure biotechnologique cachée derrière chaque seringue.

2- Avant : la PDT et le Macugen, sans usine vivante

À la fin des années 1990, traiter la DMLA néovasculaire restait frustrant. Après le laser thermique, extrêmement destructeur, est arrivée la photothérapie dynamique à la vertéporfine (autorisée en 2000) : nous ne gagnions pas encore de lettres, mais nous commencions à éviter d’en perdre.

Puis, en décembre 2004 aux États-Unis, arrive le pegaptanib (Macugen), premier anti-VEGF autorisé dans la DMLA néovasculaire. Une drôle de molécule : un aptamère d’ARN de 28 nucléotides chimiquement modifiés, associés à deux chaînes de polyéthylène glycol de 20 kDa, dirigé contre l’isoforme VEGF₁₆₅. La fabrication de cette petite molécule relevait de la synthèse chimique : pas de bactéries, pas de cellules de hamster chinois, pas de bioréacteur. Dans les études VISION, environ 70 % des patients traités à 0,3 mg perdaient moins de 15 lettres à un an, contre 55 % des témoins. Modeste aujourd’hui, mais à l’époque, nous pouvions enfin inhiber directement le VEGF.

C’est avec les molécules suivantes que la fabrication change de nature.

3- Une bactérie pour le Lucentis, un hamster chinois pour l’Avastin

Le bevacizumab et le ranibizumab ont une origine moléculaire commune, mais ils ne sont pas fabriqués dans la même usine biologique.

Le bevacizumab est un anticorps monoclonal humanisé complet (IgG1, environ 149 kDa), dirigé contre le VEGF-A. Il est produit par des cellules CHO (Chinese Hamster Ovary), issues à l’origine d’ovaires de hamster chinois génétiquement modifiées et adaptées depuis des décennies à la production de protéines thérapeutiques. Le ranibizumab est un fragment Fab (environ 48 kDa) dont la séquence a été optimisée pour augmenter l’affinité pour le VEGF-A. Lui est fabriqué par des bactéries Escherichia coli génétiquement modifiées.

Pourquoi cette différence ? Un fragment Fab non glycosylé peut être produit par un système bactérien. Un anticorps complet, en revanche, nécessite une plateforme de cellules de mammifères, capable de réaliser les glycosylations (l’ajout de chaînes de sucres) nécessaires à sa structure. E. coli ne réalise pas naturellement les mêmes modifications post-traductionnelles que les cellules CHO.

L’aflibercept (Eylea) n’est pas un anticorps classique mais une protéine de fusion recombinante, un « piège à VEGF » : des domaines extracellulaires des récepteurs VEGFR-1 et VEGFR-2 associés à un fragment Fc d’immunoglobuline humaine. Ce récepteur soluble est un leurre qui capture le VEGF-A, le VEGF-B et le PlGF. Environ 115 kDa, produit en cellules CHO, et ici la glycosylation prend une importance particulière : les chaînes glucidiques dépendent, entre autres, de la lignée cellulaire et des conditions de culture, et peuvent intervenir dans la stabilité, la pharmacocinétique ou certaines propriétés immunologiques. Connaître la séquence en acides aminés ne suffit pas toujours à connaître toutes les propriétés d’une protéine.

Le brolucizumab (Beovu) nous ramène à E. coli : un fragment monocaténaire scFv d’environ 26 kDa, minuscule, dont la production demande de maîtriser le repliement et la formation d’agrégats.

Le faricimab (Vabysmo), lui, est un anticorps bispécifique d’environ 149 kDa produit en cellules CHO, qui neutralise à la fois le VEGF-A et l’angiopoïétine-2.

Nous parlons des « anti-VEGF » comme d’une famille homogène. En réalité, ce sont des architectures moléculaires très différentes, produites par des procédés industriels qui le sont tout autant.

4- Une usine vivante… et parfois capricieuse

On ne fabrique pas un anticorps comme une petite molécule chimique. Ces molécules sont trop complexes. On sélectionne une lignée cellulaire ou une souche microbienne, on y introduit les séquences génétiques nécessaires, on constitue des banques de cellules caractérisées. Puis des milliards de cellules sont cultivées en bioréacteur, sous surveillance quasi permanente : température, pH, oxygène dissous, nutriments, agitation, déchets métaboliques, durée de culture. Parfois même la lumière : lors d’échanges avec des spécialistes proches de Genentech, j’avais été frappée par les précautions liées à l’exposition lumineuse de certaines étapes. Cela dépend du produit et du procédé, ce n’est pas une règle universelle, mais l’exemple dit bien que nous parlions peu de ce qui entoure l’efficacité clinique.

Une cellule vivante n’est pas une machine que l’on programme une fois pour toutes. Modifiez son environnement et son métabolisme change, sa productivité varie, et selon la protéine, certaines caractéristiques du produit aussi.

La culture terminée, le travail est loin d’être fini : il faut récupérer la protéine, la purifier, filtrer, éliminer les impuretés issues des cellules et du procédé, vérifier structure, activité biologique, pureté et stabilité, maîtriser les risques microbiologiques et, pour les cellules de mammifères, viraux. Chaque « récolte » constitue un lot

Puis viennent la formulation, le conditionnement aseptique et les contrôles du produit fini. La maîtrise d’un médicament biologique repose donc sur celle de tout son procédé de fabrication.

5- De la paillasse à la grande cuve

En laboratoire, on travaille sur de petits volumes. En production industrielle, on atteint plusieurs milliers de litres, et il ne suffit pas de multiplier les quantités : dans un bioréacteur, l’oxygène doit atteindre toutes les cellules, les nutriments doivent être répartis de façon homogène, la température maîtrisée, et l’agitation ne doit pas imposer de contraintes mécaniques excessives. Les propriétés physiques changent avec la taille de la cuve, et les cellules y réagissent. C’est le problème du scale-up. Le fabricant ajuste ses paramètres et doit démontrer que ces changements n’altèrent pas les caractéristiques critiques du médicament. On ne cherche pas à reproduire chaque condition de culture, mais à obtenir, de façon reproductible, une protéine répondant aux mêmes exigences de qualité.

Et deux lots d’un même médicament ne sont pas nécessairement identiques jusque dans le moindre détail moléculaire. C’est la microhétérogénéité. Prenez deux baguettes sorties du même four : même farine, même recette, même boulanger, mais les deux croûtes ne sont pas parfaitement superposables. Pour une protéine thérapeutique, les différences peuvent porter sur la répartition de certaines chaînes glucidiques, les variants de charge, ou de faibles modifications chimiques comme l’oxydation et la désamidation. Elles existent entre lots successifs d’un même médicament biologique, y compris le médicament de référence.

Mais variabilité moléculaire ne veut pas dire variabilité clinique. La séquence primaire doit rester identique, les paramètres critiques de qualité sont étroitement contrôlés, et les variations admises ne doivent compromettre ni l’efficacité ni la sécurité. L’Agence européenne des médicaments reconnaît explicitement cette microhétérogénéité naturelle, qui doit rester suffisamment faible et maîtrisée pour garantir la constance du produit. Même le fabricant du princeps doit donc démontrer la reproductibilité de son procédé, y compris quand il change de site, de taille de cuve ou de méthode de fabrication.

6- Le biosimilaire : refaire le produit d’un autre fabricant

Imaginons maintenant qu’un autre laboratoire veuille fabriquer un biosimilaire du ranibizumab ou de l’aflibercept. Il connaît la séquence primaire et peut analyser très finement le médicament de référence. Mais il ne dispose généralement ni de la banque cellulaire originale, ni des secrets industriels de son fabricant. Il lui faut donc développer son propre procédé : ses cellules, ses conditions de culture, ses méthodes de purification, et obtenir malgré tout un produit hautement similaire à la référence.

Le développement repose sur une comparaison très poussée des caractéristiques physicochimiques, structurales et fonctionnelles : séquence en acides aminés et structure tridimensionnelle, modifications post-traductionnelles (dont la glycosylation lorsqu’elle est pertinente), variants, fragments, agrégats et impuretés, affinité pour les cibles, activité biologique, caractéristiques susceptibles d’influencer l’immunogénicité. Des données non cliniques ou cliniques complémentaires sont apportées selon les incertitudes résiduelles.

Pour un biosimilaire protéique, la séquence primaire en acides aminés est attendue identique à celle du médicament de référence. Des différences mineures liées notamment aux modifications post-traductionnelles ou aux variants de fabrication peuvent exister, mais elles doivent être caractérisées et ne pas avoir de conséquence cliniquement significative.

Ce n’est pas une nouvelle protéine conçue pour produire à peu près le même effet. Les éventuelles différences mineures doivent être justifiées et ne pas entraîner de différence cliniquement significative. Un biosimilaire n’est pas un générique, mais ce n’est pas non plus un médicament dont on accepte une efficacité approximative : c’est une alternative biologique dont la haute similarité doit être rigoureusement établie, et la difficulté de cette démonstration mérite d’être reconnue.

7- Et finalement, pourquoi substituer ?

Les biosimilaires autorisés du ranibizumab et de l’aflibercept ont démontré leur comparabilité avec les références. L’EMA et les autorités européennes reconnaissent leur interchangeabilité scientifique, y compris entre biosimilaires d’un même médicament de référence. Mais interchangeabilité scientifique et substitution à la délivrance ne sont pas la même chose : la substitution en officine relève du cadre réglementaire de chaque pays. En France, la substitution, autorisée pour des biosimilaires de ranibizumab et d’aflibercept, est encadrée par des obligations d'information et de continuité de délivrance

Ma position est simple. Si j’ai commencé un patient avec un biosimilaire et qu’il répond bien, je continue avec ce même biosimilaire. Si je l’ai commencé avec le Lucentis et qu’il est parfaitement équilibré, je privilégie le Lucentis, sauf raison convaincante de changer. Ce n’est pas de la défiance envers les biosimilaires, et je n’affirme pas qu’un changement ferait perdre de l’efficacité : les données ne permettent pas de le soutenir. C’est une préférence de clinicienne. Nous suivons certains patients depuis dix ou quinze ans, nous connaissons leur réponse anatomique, leur acuité, leur rythme d’injections. J’aime conserver cette continuité quand tout fonctionne, et savoir pourquoi je change.

Les recommandations de la Fédération France Macula (septembre 2026) vont dans le même sens : équivalence clinique reconnue, changement possible chez les patients stables avec surveillance, prudence face aux changements répétés faute de données. Traçabilité du nom commercial et du numéro de lot, information du patient et pharmacovigilance restent essentielles.

Un changement peut être parfaitement justifié, notamment pour des raisons médico-économiques, à condition de comparer les coûts réels pour le système de soins et pas seulement le prix affiché. Et si le médicament de référence coûte aujourd'hui aussi peu que son biosimilaire, la question mérite d'être posée : quel bénéfice économique supplémentaire attendons-nous réellement de cette substitution ?

8- Vingt-cinq ans plus tard

De l’aptamère synthétisé par les chimistes aux fragments d’anticorps d’E. coli, puis aux protéines de fusion et anticorps bispécifiques des cellules CHO, nous avons assisté à une révolution thérapeutique, mais aussi industrielle. Je reste fascinée par la quantité de science et de savoir-faire nécessaire pour produire les quelques dizaines de microlitres que nous injectons dans un œil.

Les biosimilaires sont hautement similaires à leurs références, au terme d’une démonstration exigeante. Mais comprendre leur fabrication, c’est comprendre pourquoi similaire ne veut pas dire copie moléculaire parfaitement identique, et pourquoi ce ne sont pas des génériques.

La biosimilarité est une démonstration scientifique. La substitution est une décision de pratique. Les deux sont liées, mais elles ne se confondent pas.

C’est l’un des sujets dont nous discuterons avec le Pr Hussam El Chehab, le samedi 21 novembre 2026, lors du congrès ARMD à Antibes–Juan-les-Pins. Venez avec vos questions !

Références

1. TAP Study Group. Photodynamic therapy of subfoveal choroidal neovascularization in age-related macular degeneration with verteporfin. Arch Ophthalmol. 1999;117:1329–1345.
2. Gragoudas ES et al. Pegaptanib for neovascular age-related macular degeneration. N Engl J Med. 2004;351:2805–2816. DOI : 10.1056/NEJMoa042760.
3. Michels S et al. Systemic bevacizumab therapy for neovascular age-related macular degeneration: twelve-week results. Ophthalmology. 2005;112:1035–1047.
4. Rosenfeld PJ, Moshfeghi AA, Puliafito CA. Optical coherence tomography findings after an intravitreal injection of bevacizumab. Ophthalmic Surg Lasers Imaging. 2005;36:331–335.
5. Rosenfeld PJ. The Path to Intravitreal Bevacizumab. Retina Today. 2009.
6. EMA. Eylea: European Public Assessment Report. 2012.
7. EMA. Biosimilars in the EU: Information guide for healthcare professionals. 2019.
8. EMA/HMA. Statement on the scientific rationale supporting interchangeability of biosimilar medicines in the EU. 2022, actualisé en 2023.
9. El Ghazi D et al. Recommandations pratiques de la Fédération France Macula sur l’utilisation des biosimilaires des anti-VEGF. J Fr Ophtalmol. 2026;49(9):104981. DOI : 10.1016/j.jfo.2026.104981.
10. Arrêté du 17 septembre 2026 relatif aux règles de substitution (Assurance Maladie).