Biologie Cellulaire
Culture Cellulaire : Définitions
Il existe essentiellement 3 types de cultures cellulaires: la culture d'organe, les cellules en culture primaire et les lignées cellulaires.
• La culture d'organes consiste à faire survivre un certains temps un fragment d'organe ou de tissu en conservant son intégrité, son architecture et sa fonction.
• Les cellules en culture primaire sont au contraire dissociées les unes des autres avant d'être placées en culture pour la première fois sur un support. Elles ont une capacité prolifératrice suffisante jusqu'à former un tapis.
• Les lignées cellulaires sont des populations capables d'effectuer un nombre limité ou illimité de division en culture, par repiquage successifs.
Si toutes les cellules normales ont une capacité prolifératrice limitée en culture, des modifications génétiques peuvent conférer aux cellules la possibilité de se multiplier indéfiniment : il s'agit alors de lignées cellulaires dites continues.
A) Les lignées cellulaires à durée limitée
Les cellules présentent les caractéristiques suivantes :
a) Elles ont été dérivées de cultures primaires à l'issue de plusieurs subcultures.
b) Elles ont conservé un nombre de chromosomes normal et identique à celui du tissu ou de l'organe dont elles proviennent.
c) Elles ne peuvent supporter qu'un nombre limité de passages avant de mourir.
Ces cellules évoluent en plusieurs phases:
La phase 1: elle correspond à la culture primaire, dure quelques jours et conduit à la formation d'une nappe confluente. L'état de confluence, la multiplication cellulaire s'arrête par inhibition de contact. Il est alors indispensable de repiquer les cellules.
La phase 2: c'est la phase de prolifération importante qui nécessite de nombreux repiquages.
La phase 3: ou phase de vieillissement des cultures, qui se termine par la mort des cellules. Cette phase commence environ vers le 40éme repiquage, au moment où apparaissent les premiers signes d'aneuploïdie. La sénescence de la culture se traduit par un accroissement progressif du temps nécessaire au dédoublement cellulaire. Au cours du processus de sénescence, des altérations cellulaires apparaissent, les plus fréquentes étant des aberrations chromosomiques et des changements de structure et de perméabilité de la membrane.
Chaque type cellulaire possède un programme qui définit le nombre de divisions qu'elles réaliseront au cours de leur vie.
Dans toute publication concernant une culture cellulaire, il est impératif de mentionner l'historique ainsi que les caractéristiques des cellules, ou à défaut, de faire état des références déjà publiées sur le sujet.
Lorsqu'une culture est reçue d'un autre laboratoire, elle doit être nommée et décrite conformément à son application d'origine et toute dérivation par rapport aux conditions requises doit alors être mentionnée.
L'âge d'une lignée cellulaire est généralement exprimé soit à l'aide du nombre de subcultures (passage) soit à l'aide du nombre de dédoublements.
B) Lignées cellulaires continues
Ce sont des populations cellulaires présentant les caractéristiques suivantes:
a) Perte de l'inhibition de contact qui leur permet d'être cultivées indéfiniment.
b) Elles possèdent un nombre de chromosomes et/ou une morphologie anormale.
c) Elles présentent des propriétés spécifiques les différencient des cellules normales, en particulier le pouvoir multiplicatif et l'aptitude à se multiplier en suspension.
Ces caractéristiques signent la transformation cellulaire.
Derrière le terme de « lignées cellulaires continues » se définissent des modèles qui différent grandement par la séquence d'événement ayant conduit à leur sélection.
Les populations cellulaires possédant la capacité de se diviser indéfiniment in vitro peuvent appartenir à trois principales catégories:
- les lignées établies spontanément en culture à partir de cellules normales ayant échappé à la sénescence.
- les lignées établies à partir de certains tissus tumoraux.
- les lignées immortalisées ou transformées à partir de cellules normales à l'aide de divers agents physiques ou chimiques, ou surtout par l'expression ou la surexpression d'oncogènes viraux ou cellulaires. On peut également dériver des lignées cellulaires à partir de tissus d'animaux transgéniques dans lesquels l'expression d'oncogènes a été ciblée.
Dans les 2 premiers, les populations cellulaires résultent d'une sélection longue et d'événements génétiques complexes et non contrôlés, alors que dans le dernier cas, la population cellulaire résulte, après une sélection relativement courte, d'événements contrôlés, voire d'une information génétiquement définie.
Exemple des lymphocytes humains transformés par le virus d'Epstein BARR qui fournit une source fiable et à long terme d'ADN.
Les caractéristiques particulières des cellules de lignées continues les rendent aptes à de très nombreuses utilisations : en biologie (cancérologie, virologie, recherche pharmaceutiques), pour le diagnostic en médecine humaine et vétérinaire, ou pour des applications commerciales (production et contrôle des vaccins humains et vaccins animaux, contrôles de qualité de réactifs biologiques ...).