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De l’histoire aux temps modernes : comment la culture cellulaire en suspension mène-t-elle la révolution biomédicale ?
La culture cellulaire en suspension est une forme de culture cellulaire dans laquelle des cellules individuelles ou de petits agrégats de cellules sont autorisés à croître et à proliférer dans un milieu de croissance agité, formant une suspension.
La culture cellulaire en suspension est l'un des deux types classiques de culture cellulaire, l'autre étant la culture cellulaire adhérente. L’histoire de la culture cellulaire en suspension est étroitement liée à l’histoire de la culture cellulaire dans son ensemble, mais diffère dans les méthodes de maintenance et les applications commerciales. Les cellules en suspension peuvent provenir de tissus homogénéisés ou de solutions cellulaires hétérogènes et se trouvent généralement dans la culture de lignées cellulaires non adhérentes telles que les cellules sanguines, les cellules végétales et les cellules d'insectes. Bien que certaines lignées cellulaires soient cultivées en suspension, la majorité des lignées cellulaires de mammifères actuellement disponibles sur le marché sont adhérentes. Les cultures cellulaires en suspension doivent être agitées pour maintenir les cellules en suspension et peuvent nécessiter un équipement spécialisé tel que des agitateurs magnétiques, des agitateurs orbitaux et des flacons de culture. La culture nécessite l’utilisation de milieux de culture riches en nutriments et d’une plage de densité cellulaire contrôlée pour éviter la mort cellulaire.
Histoire
En 1885, William Rooker a jeté les bases de l’avenir de la culture tissulaire en développant un tampon salin pour maintenir les cellules vivantes, telles que les embryons de poulet, pendant plusieurs jours.
En 1907, Ross Granville Harrison a développé des techniques de culture cellulaire in vitro, notamment en améliorant la technique de la goutte suspendue pour la culture des cellules nerveuses et en introduisant des techniques stériles dans le processus de culture. En 1910, Montrose Thomas Barrows a amélioré la technique de Harrison et, en collaboration avec Alex Carrel, a établi de multiples cultures de tissus qui pouvaient être maintenues in vitro en utilisant du plasma frais combiné à une solution saline. Carell a également développé la première lignée cellulaire connue, une lignée dérivée du cœur d’un embryon de poulet qui a été maintenue en continu pendant 34 ans. Bien que cette affirmation d’une lignée cellulaire « immortelle » ait été plus tard contestée par Leonard Hayflick, cette avancée majeure a inspiré d’autres scientifiques à créer de nouvelles lignées cellulaires. En 1952, George Otto Gey et son assistante Mary Kusek ont cultivé la première lignée cellulaire humaine immortalisée, les cellules HeLa. Bien que contrairement à d'autres lignées cellulaires adhérentes, les cellules HeLa peuvent également être maintenues en suspension.
Méthodes et maintenance
Isolement des cellules et établissement de cultures
Toutes les cellules primaires (cellules dérivées directement d’un individu) doivent d’abord être retirées de l’hôte, isolées à l’aide d’enzymes digestives et suspendues dans un milieu de culture pour la culture. Ensuite, dans la culture en suspension, les globules blancs sont naturellement capables de rester en suspension et de s'adapter aux exigences, ce qui les fait également partie de la culture en suspension. La plupart des cellules de mammifères sont adhérentes et doivent se fixer à une surface pour se diviser. Pour les cellules végétales et les cellules d'insectes, des cellules cryoconservées peuvent être obtenues auprès des fabricants pour l'établissement de cultures en suspension.
Maintien des cultures cellulaires en suspension en laboratoire
Les cultures cellulaires en suspension nécessitent des passages fréquents pour éviter le surpeuplement cellulaire.
Bien que les cellules en suspension et les cellules attachées présentent de nombreuses similitudes, il existe quelques différences clés. Par exemple, les cultures cellulaires en suspension nécessitent une agitation pour empêcher les cellules de couler au fond. À cet effet, des récipients de culture spécialisés tels que des flacons agités et des flacons à agitation ont été développés. L’agitation maintient les cellules en suspension dans le milieu, mais elle crée également des forces de cisaillement sur les cellules qui peuvent avoir un impact négatif sur leur croissance.
Culture cellulaire en suspension pour applications commerciales
L’avantage des cultures cellulaires en suspension est qu’elles ne sont pas limitées par la surface et peuvent exister en plus grand nombre dans des récipients plus grands, elles sont donc largement utilisées. La culture cellulaire en suspension est particulièrement importante dans la production de divers produits, tels que les anticorps, les produits biologiques et les cultures de fermentation de micro-organismes.
Les applications commerciales des lignées cellulaires en suspension comprennent : la production d’anticorps, la génération de protéines thérapeutiques, la recherche de vaccins, etc.
En résumé, la culture cellulaire en suspension a non seulement réalisé des avancées majeures dans l’histoire, mais continue également de stimuler diverses innovations dans le domaine biomédical actuel. Son potentiel en anatomie, en biopharmaceutique, en médecine régénérative, etc. est encore à l’étude. En réfléchissant à ces avancées, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander : comment les futures révolutions biomédicales bénéficieront-elles du développement des cultures cellulaires en suspension ?
