MovaLife : une révolution robotique pour la procréation médicalement assistée

Depuis la naissance d’Amandine, le premier « bébé-éprouvette » né en France, 8 millions d’enfants ont été conçus par fécondation in vitro (FIV) dans le monde. Pourtant, malgré une démocratisation croissante de cette technique – et une demande exponentielle liée à la baisse de la fertilité et à l’évolution des modes de vie – les résultats restent modestes. Le taux de réussite moyen d’un cycle de FIV se situe autour de 20 à 25 %, avec de fortes disparités d’un laboratoire à l’autre.

La cause ? Des procédures encore largement artisanales et très sensibles aux variations humaines et environnementales. « Les résultats sont très dépendants de la dextérité de l’opérateur, ils varient considérablement d'un laboratoire à l'autre, et d’un technicien à l’autre, même avec des gamètes de très bonne qualité », souligne Edison Gerena, docteur de Sorbonne Université, cofondateur et président de Movalife.

Alors que les phases en amont (recueil des gamètes) et en aval (transfert embryonnaire) sont bien maîtrisées, le véritable point faible reste la phase centrale : la manipulation des gamètes, encore largement réalisée à la main, dans des conditions environnementales imparfaitement contrôlées. « Aujourd’hui, on les chauffe, on les refroidit, on les change de milieu, les différentes étapes de manipulation se font sur plusieurs appareils et au travers de multiples manipulations… Les cellules n’aiment pas ça », résume Éric Lameignère, cofondateur et directeur général de la société.

MovaLife : un incubateur robotisé pour automatiser les gestes clés de la FIV

Face à ces constats, l’équipe de MovaLife microrobotics a conçu un dispositif qui permet de réaliser l’ensemble des manipulations d’un cycle de FIV dans un environnement clos, stérile, automatisé et à température constante. « On développe un incubateur qui permet de faire toutes les manipulations au sein d’un même environnement, sans jamais sortir les cellules à l’extérieur », explique Edison Gerena.

Dans ce système, les spermatozoïdes et les ovocytes sont introduits dans une puce microfluidique, une sorte de petite carte imprimée en 3D qui concentre au même endroit toutes les étapes : sélection, rencontre, fécondation, incubation… le tout dans un environnement contrôlé et stable. Par exemple, pour sélectionner les spermatozoïdes, la puce contient un parcours d'obstacles où seuls les plus mobiles arrivent à la sortie. D’autres microrobots à l’intérieur de la puce transportent les spermatozoïdes choisis jusqu'à l'ovocyte. « À terme, sur cette puce, le biologiste n'aura plus qu'à déposer les spermatozoïdes d'un côté, et les ovocytes de l'autre, et piloter le processus de l'extérieur. Trois à cinq jours plus tard, les embryons seront prêts à être prélevés et implantés », poursuit Edison Gerena.

L’objectif n’est pas de remplacer les biologistes, mais de leur offrir des outils plus fiables et plus reproductibles. « Le robot ne se fatigue pas. Il ne fait pas mieux ou moins bien selon l’heure de la journée. On pense que ces technologies vont permettre de standardiser les pratiques, de fiabiliser les résultats, mais aussi de rapprocher la FIV des patients, notamment en créant de petits centres de PMA dans des régions qui en sont dépourvues », explique Éric Lameignère.

Une technologie fondée sur plus de dix ans de recherche

Au cœur de la technologie de MovaLife, des microrobots actionnés par pinces optiques, un système mis au point par Arthur Ashkin, prix Nobel de physique en 2018. « On focalise un rayon laser sur un objet microscopique : la pression photonique suffit à le déplacer dans un liquide », détaille Sinan Haliyo, professeur à l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR). Le point focal agit comme un piège lumineux : en déplaçant ce point, l’objet suit le mouvement. Des miroirs ultra-rapides permettent de contrôler jusqu'à douze pièges optiques avec un seul laser.

« Imaginez un drone, mais à la place des hélices, de petites billes. Le laser vient frapper ces billes pour générer la poussée. En modulant la force lumineuse sur chaque bille, on pilote le microrobot dans tous les axes de l’espace », décrit-il. Cette maniabilité est d’autant plus précieuse que les microrobots, de l’ordre d’une dizaine de micromètres, opèrent à l’échelle cellulaire.

« Avec les outils traditionnels actuels, c’est comme si on manipulait une pièce de Lego avec une grue de chantier. Cela demande d’avoir une grande dextérité et nécessite presque deux ans de formation aux techniciens. En revanche, nos outils sont à la même échelle que les gamètes, ce qui permet des manipulations bien plus fines. Chaque robot est imprimé en 3D à l’échelle micrométrique, ce qui permet de concevoir des formes adaptées à chaque tâche : pousser, saisir, isoler, etc. Le travail actuel de MovaLife consiste justement à optimiser ces formes pour chaque fonction biologique », conclut-il.

Autre avantage : les gamètes ne sont jamais exposés directement aux rayons laser. « Les microrobots servent d’intermédiaires, ce qui évite tout risque pour les cellules », souligne-t-il.

Enfin, la microfluidique permet de renouveler les milieux de culture, d’apporter les protéines nécessaires et de maintenir une température constante. Le tout dans une chambre hermétique, sans lumière, réduisant les stress cellulaires au minimum.

Une coopération clinique avec l’hôpital Tenon

Afin de confronter leur technologie à des conditions réelles, les fondateurs de MovaLife collaborent depuis trois ans avec les médecins biologistes de la reproduction de l’hôpital Tenon (AP-HP) : Pr Rachel Lévy, responsable du centre de fertilité auprès de l’agence de biomédecine, et Dr. Charlotte Dupont, responsable du laboratoire de Biologie de la reproduction – CECOS. Ces deux cliniciennes, aussi enseignantes-chercheuses à la faculté de Santé de Sorbonne Université, sont également cofondatrices de la startup. « Nous avons recueilli leurs besoins et monté des comités d’éthique pour pouvoir, à terme, tester le dispositif sur des gamètes humaines », explique Edison Gerena.

Ce partenariat permettra de tester les fonctions critiques du système, notamment sur les cellules les plus délicates. « Les spermatozoïdes sont font partie des rares cellules motiles du corps humain. Ce sont également les plus petites si on enlève le flagelle. Il a fallu adapter les outils pour être capables de les suivre, de les sélectionner, de les manipuler en toute sécurité », ajoute-t-il.

Un parcours deeptech soutenu par l’écosystème de l’innovation

MovaLife est née d’une décennie de recherche fondamentale, mais aussi d’un environnement favorable à la valorisation. « Pendant ma thèse, on a développé un système de micromanipulation cellulaire. Puis, on est entré dans une phase de maturation technologique avec l’aide de la SATT Lutech et du programme RISE du CNRS Innovation », raconte Edison Gerena.

Le projet a ensuite été distingué par plusieurs prix nationaux : le Grand Prix i-PhD, puis le Grand Prix i-Lab 2023 de Bpifrance. Incubé à Agoranov depuis mai 2024, MovaLife vient de lever des fonds qui vont permettre de financer les travaux précliniques jusqu’en 2027.

Objectif : une naissance humaine d’ici 2029

Les deux prochaines années seront dédiées à la phase de validation préclinique du dispositif. « Il faut démontrer que notre technologie est au moins aussi efficace que les méthodes manuelles, d’abord en produisant des embryons de souris viables, puis des souriceaux en bonne santé », précise Éric Lameignère. Ce travail est mené en partenariat avec l’équipe BREED de l’INRAE, dirigée par Pascale Chavatte-Palmer.

Parallèlement, l’équipe développe un prototype de la machine en vue de tests sur l’humain d’ici trois ans. « Si tout se passe bien, on pourrait avoir le premier bébé humain né de notre technologie d’ici 2028 », avance-t-il. Suivront les études cliniques à plus grande échelle, le marquage CE, puis la mise sur le marché.

L’ambition de la startup est européenne, mais aussi internationale : « Le marché espagnol est très dynamique, avec deux fois plus de centres de FIV qu’en France. Et les États-Unis sont très réceptifs à l’innovation », explique le directeur général.

MovaLife microrobotics incarne l’alliance de la recherche fondamentale, de l’ingénierie de pointe et de l’entrepreneuriat scientifique au service d’un enjeu de société majeur : la fertilité. En repensant entièrement les conditions de manipulation des gamètes, l’équipe entend fiabiliser un processus encore fragile. « On ne pense pas qu’on se passera des biologistes. Mais on pense qu’on peut leur donner des outils qui amélioreront leurs conditions de travail et les résultats pour les patients », conclut Éric Lameignère.