Culture de cellules - Cell culture

Culture cellulaire dans une petite boîte de Pétri
Cellules épithéliales en culture, colorées pour la kératine (rouge) et l' ADN (vert)

La culture cellulaire est le processus par lequel les cellules sont cultivées dans des conditions contrôlées, généralement en dehors de leur environnement naturel. Une fois que les cellules d'intérêt ont été isolées du tissu vivant , elles peuvent ensuite être maintenues dans des conditions soigneusement contrôlées. Ces conditions varient pour chaque type de cellule, mais consistent généralement en un récipient approprié avec un substrat ou un milieu qui fournit les nutriments essentiels ( acides aminés , glucides , vitamines , minéraux ), facteurs de croissance , hormones et gaz ( CO 2 , O 2 ) , et régule l'environnement physico-chimique ( pH tampon , pression osmotique , température ). La plupart des cellules nécessitent une surface ou un substrat artificiel (culture adhérente ou monocouche) tandis que d'autres peuvent être cultivées en flottant dans un milieu de culture ( culture en suspension ). La durée de vie de la plupart des cellules est déterminée génétiquement, mais certaines cellules en culture cellulaire ont été « transformées » en cellules immortelles qui se reproduiront indéfiniment si les conditions optimales sont réunies.

Dans la pratique, le terme « culture cellulaire » se réfère maintenant à la mise en culture de cellules dérivées de multicellulaires eucaryotes , en particulier animales cellules, contrairement à d' autres types de culture qui se développent aussi des cellules, telles que la culture de tissus végétaux , champignons culture et la culture microbiologique ( de microbes ). Le développement historique et les méthodes de la culture cellulaire sont étroitement liés à ceux de la culture tissulaire et de la culture d'organes . La culture virale est également liée, avec des cellules comme hôtes pour les virus.

La technique de laboratoire consistant à maintenir des lignées cellulaires vivantes (une population de cellules descendant d'une seule cellule et contenant la même constitution génétique) séparées de leur source tissulaire d'origine est devenue plus robuste au milieu du 20e siècle.

Histoire

Le physiologiste anglais du XIXe siècle Sydney Ringer a développé des solutions salines contenant des chlorures de sodium, de potassium, de calcium et de magnésium adaptées au maintien des battements d'un cœur animal isolé à l'extérieur du corps. En 1885, Wilhelm Roux préleva une partie de la plaque médullaire d'un poulet embryonnaire et la maintint dans une solution saline chaude pendant plusieurs jours, établissant le principe de la culture tissulaire. Ross Granville Harrison , travaillant à la Johns Hopkins Medical School puis à l'Université de Yale , a publié les résultats de ses expériences de 1907 à 1910, établissant la méthodologie de la culture tissulaire .

Les techniques de culture cellulaire ont été considérablement avancées dans les années 1940 et 1950 pour soutenir la recherche en virologie . La culture de virus dans des cultures cellulaires a permis la préparation de virus purifiés pour la fabrication de vaccins . Le vaccin antipoliomyélitique injectable développé par Jonas Salk a été l'un des premiers produits fabriqués en série à l'aide de techniques de culture cellulaire. Ce vaccin a été rendu possible grâce aux recherches sur la culture cellulaire de John Franklin Enders , Thomas Huckle Weller et Frederick Chapman Robbins , qui ont reçu un prix Nobel pour leur découverte d'une méthode de culture du virus dans des cultures de cellules rénales de singe .

Concepts en culture cellulaire de mammifère

Isolement des cellules

Les cellules peuvent être isolées des tissus pour une culture ex vivo de plusieurs manières. Les cellules peuvent être facilement purifiées du sang ; cependant, seuls les globules blancs sont capables de croître en culture. Les cellules peuvent être isolées des tissus solides en digérant la matrice extracellulaire à l'aide d' enzymes telles que la collagénase , la trypsine ou la pronase , avant d'agiter le tissu pour libérer les cellules en suspension. Alternativement, des morceaux de tissu peuvent être placés dans des milieux de croissance et les cellules qui se développent sont disponibles pour la culture. Cette méthode est connue sous le nom de culture d'explants .

Les cellules qui sont cultivées directement à partir d'un sujet sont appelées cellules primaires. À l'exception de certaines dérivées de tumeurs, la plupart des cultures cellulaires primaires ont une durée de vie limitée.

Une lignée cellulaire établie ou immortalisée a acquis la capacité de proliférer indéfiniment, soit par mutation aléatoire, soit par modification délibérée, telle que l' expression artificielle du gène de la télomérase . De nombreuses lignées cellulaires sont bien établies comme représentatives de types cellulaires particuliers .

Maintien des cellules en culture

Pour la majorité des cellules primaires isolées, elles subissent le processus de sénescence et arrêtent de se diviser après un certain nombre de doublements de population tout en conservant généralement leur viabilité ( appelée limite de Hayflick ).

Une bouteille de milieu de culture cellulaire DMEM

Outre la température et le mélange gazeux, le facteur le plus souvent varié dans les systèmes de culture est le milieu de croissance cellulaire . Les recettes de milieux de croissance peuvent varier en termes de pH , de concentration de glucose, de facteurs de croissance et de présence d'autres nutriments. Les facteurs de croissance utilisés pour compléter les milieux sont souvent dérivés du sérum de sang animal, tel que le sérum bovin fœtal (FBS), le sérum de veau bovin, le sérum équin et le sérum porcin. Une complication de ces ingrédients dérivés du sang est le potentiel de contamination de la culture par des virus ou des prions , en particulier dans les applications de biotechnologie médicale . La pratique actuelle est de minimiser ou d'éliminer l'utilisation de ces ingrédients dans la mesure du possible et d'utiliser le lysat plaquettaire humain (hPL). Cela élimine le souci de contamination entre espèces lors de l'utilisation de FBS avec des cellules humaines. La hPL est devenue une alternative sûre et fiable en remplacement direct du FBS ou d'autres sérums animaux. De plus, des milieux chimiquement définis peuvent être utilisés pour éliminer toute trace de sérum (humain ou animal), mais cela ne peut pas toujours être réalisé avec différents types de cellules. Des stratégies alternatives consistent à s'approvisionner en sang animal dans des pays présentant un risque minimum d' ESB / EST , tels que les États-Unis, l'Australie et la Nouvelle-Zélande, et à utiliser des concentrés de nutriments purifiés dérivés du sérum à la place du sérum animal entier pour la culture cellulaire.

La densité de placage (nombre de cellules par volume de milieu de culture) joue un rôle essentiel pour certains types de cellules. Par exemple, une densité de placage inférieure fait que les cellules de la granulosa présentent une production d'œstrogènes, tandis qu'une densité de placage plus élevée les fait apparaître comme des cellules thécales productrices de progestérone .

Les cellules peuvent être cultivées en suspension ou en cultures adhérentes. Certaines cellules vivent naturellement en suspension, sans être attachées à une surface, comme les cellules présentes dans la circulation sanguine. Il existe également des lignées cellulaires qui ont été modifiées pour pouvoir survivre dans des cultures en suspension afin qu'elles puissent être cultivées à une densité plus élevée que ne le permettraient les conditions d'adhérence. Les cellules adhérentes nécessitent une surface, telle qu'un plastique de culture tissulaire ou un microsupport , qui peut être recouverte de composants de matrice extracellulaire (tels que le collagène et la laminine) pour augmenter les propriétés d'adhérence et fournir d'autres signaux nécessaires à la croissance et à la différenciation. La plupart des cellules dérivées de tissus solides sont adhérentes. Un autre type de culture adhérente est la culture organotypique, qui consiste à cultiver des cellules dans un environnement tridimensionnel (3-D) par opposition à des boîtes de culture bidimensionnelles. Ce système de culture 3D est biochimiquement et physiologiquement plus similaire au tissu in vivo , mais est techniquement difficile à maintenir en raison de nombreux facteurs (par exemple la diffusion).

Milieu basal de culture cellulaire

Il existe différents types de milieux de culture cellulaire qui sont couramment utilisés dans les sciences de la vie, notamment les suivants :

Composants des milieux de culture cellulaire

Composant Fonction
Source de carbone ( glucose / glutamine ) Source d'énergie
Acide aminé Blocs de construction de protéines
Vitamines Favoriser la survie et la croissance des cellules
Solution saline équilibrée Un mélange isotonique d'ions pour maintenir une pression osmotique optimale dans les cellules et fournir des ions métalliques essentiels pour agir comme cofacteurs pour les réactions enzymatiques, l'adhésion cellulaire, etc.
Colorant rouge de phénol indicateur de pH . La couleur du rouge de phénol passe de l'orange/rouge à un pH de 7 à 7,4 au jaune à un pH acide (inférieur) et au violet à un pH basique (supérieur).
Tampon bicarbonate/HEPES Il est utilisé pour maintenir un pH équilibré dans les médias

Conditions de croissance typiques

Paramètre
Température 37 °C
CO2 5%
Humidité relative 95%

Contamination croisée des lignées cellulaires

La contamination croisée des lignées cellulaires peut être un problème pour les scientifiques travaillant avec des cellules en culture. Des études suggèrent que dans 15 à 20% des cas, les cellules utilisées dans les expériences ont été mal identifiées ou contaminées par une autre lignée cellulaire. Des problèmes de contamination croisée des lignées cellulaires ont même été détectés dans les lignées du panel NCI-60 , qui sont utilisées en routine pour les études de criblage de médicaments. Les principaux dépôts de lignées cellulaires, dont l' American Type Culture Collection (ATCC), la European Collection of Cell Cultures (ECACC) et la German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ), ont reçu des soumissions de lignées cellulaires de chercheurs qui ont été mal identifiés par eux. Une telle contamination pose un problème pour la qualité de la recherche produite à partir de lignées de culture cellulaire, et les principaux référentiels authentifient désormais toutes les soumissions de lignées cellulaires. L'ATCC utilise l'empreinte ADN à répétition en tandem courte (STR) pour authentifier ses lignées cellulaires.

Pour résoudre ce problème de contamination croisée des lignées cellulaires, les chercheurs sont encouragés à authentifier leurs lignées cellulaires à un passage précoce pour établir l'identité de la lignée cellulaire. L'authentification doit être répétée avant la congélation des stocks de lignées cellulaires, tous les deux mois pendant la culture active et avant toute publication des données de recherche générées à l'aide des lignées cellulaires. De nombreuses méthodes sont utilisées pour identifier les lignées cellulaires, notamment l' analyse des isoenzymes , le typage de l' antigène lymphocytaire humain (HLA), l'analyse chromosomique, le caryotypage, la morphologie et l' analyse STR .

Un contaminant croisé de lignée cellulaire important est la lignée cellulaire immortelle HeLa .

Autres problèmes techniques

Comme les cellules continuent généralement à se diviser en culture, elles se développent généralement pour remplir la zone ou le volume disponible. Cela peut générer plusieurs problèmes :

  • Épuisement des nutriments dans les milieux de croissance
  • Modifications du pH des milieux de croissance
  • Accumulation de cellules apoptotiques / nécrotiques (mortes)
  • Le contact de cellule à cellule peut stimuler l'arrêt du cycle cellulaire, provoquant l'arrêt de la division des cellules, appelée inhibition du contact .
  • Le contact de cellule à cellule peut stimuler la différenciation cellulaire .
  • Altérations génétiques et épigénétiques , avec une sélection naturelle des cellules altérées conduisant potentiellement à une prolifération de cellules anormales adaptées à la culture avec une différenciation réduite et une capacité de prolifération accrue.

Le choix du milieu de culture peut affecter la pertinence physiologique des résultats des expériences de culture cellulaire en raison des différences dans la composition et les concentrations en nutriments. Un biais systématique dans les ensembles de données générés a récemment été démontré pour les criblages de silençage génique CRISPR et ARNi , et pour le profilage métabolique des lignées cellulaires cancéreuses . L'utilisation d'un milieu de croissance qui représente mieux les niveaux physiologiques de nutriments peut améliorer la pertinence physiologique des études in vitro et récemment, des types de milieux tels que Plasmax et Human Plasma Like Medium (HPLM) ont été développés. 

Manipulation de cellules cultivées

Parmi les manipulations courantes effectuées sur les cellules en culture figurent les changements de milieu, les cellules de passage et les cellules transfectantes. Celles-ci sont généralement réalisées à l'aide de méthodes de culture tissulaire reposant sur une technique aseptique . La technique aseptique vise à éviter la contamination par des bactéries, des levures ou d'autres lignées cellulaires. Les manipulations sont généralement effectuées dans une enceinte de biosécurité ou une enceinte à flux laminaire pour exclure les micro-organismes contaminants. Des antibiotiques (p. ex. pénicilline et streptomycine ) et des antifongiques (p. ex. amphotéricine B et solution antibiotique-antimycosique ) peuvent également être ajoutés au milieu de croissance.

Au fur et à mesure que les cellules subissent des processus métaboliques, de l'acide est produit et le pH diminue. Souvent, un indicateur de pH est ajouté au milieu pour mesurer l'épuisement des nutriments.

Changements de médias

Dans le cas de cultures adhérentes, le milieu peut être retiré directement par aspiration, puis remplacé. Les changements de médias dans les cultures non adhérentes impliquent la centrifugation de la culture et la remise en suspension des cellules dans des milieux frais.

Cellules de passage

Le passage (également connu sous le nom de sous-culture ou de fractionnement de cellules) consiste à transférer un petit nombre de cellules dans un nouveau récipient. Les cellules peuvent être cultivées plus longtemps si elles sont séparées régulièrement, car cela évite la sénescence associée à une densité cellulaire élevée prolongée. Les cultures en suspension sont facilement repiquées avec une petite quantité de culture contenant quelques cellules diluées dans un plus grand volume de milieu frais. Pour les cultures adhérentes, les cellules doivent d'abord être détachées ; cela se fait couramment avec un mélange trypsine - EDTA ; cependant, d'autres mélanges d'enzymes sont maintenant disponibles à cet effet. Un petit nombre de cellules détachées peut ensuite être utilisé pour ensemencer une nouvelle culture. Certaines cultures cellulaires, telles que les cellules RAW, sont grattées mécaniquement de la surface de leur récipient avec des grattoirs en caoutchouc.

Transfection et transduction

Une autre méthode courante de manipulation des cellules implique l'introduction d'ADN étranger par transfection . Ceci est souvent effectué pour amener les cellules à exprimer un gène d'intérêt. Plus récemment, la transfection de constructions d' ARNi a été réalisée comme un mécanisme pratique pour supprimer l'expression d'un gène/protéine particulier. L'ADN peut également être inséré dans des cellules à l'aide de virus, selon des méthodes appelées transduction , infection ou transformation . Les virus, en tant qu'agents parasitaires, sont bien adaptés à l'introduction d'ADN dans les cellules, car cela fait partie de leur cours normal de reproduction.

Lignées cellulaires humaines établies

Les cellules HeLa cultivées ont été colorées avec Hoechst rendant leurs noyaux bleus et sont l'une des premières lignées cellulaires humaines descendant d' Henrietta Lacks , décédée d'un cancer du col de l'utérus à l'origine de ces cellules.

Les lignées cellulaires d'origine humaine ont été quelque peu controversées en bioéthique , car elles peuvent survivre à leur organisme parent et être utilisées plus tard dans la découverte de traitements médicaux lucratifs. Dans la décision pionnière dans ce domaine, la Cour suprême de Californie a statué dans Moore v. Regents de l'Université de Californie que les patients humains n'ont aucun droit de propriété sur les lignées cellulaires dérivées d'organes prélevés avec leur consentement.

Il est possible de fusionner des cellules normales avec une lignée cellulaire immortalisée . Cette méthode est utilisée pour produire des anticorps monoclonaux . En bref, des lymphocytes isolés de la rate (ou éventuellement du sang) d'un animal immunisé sont combinés à une lignée cellulaire de myélome immortelle (lignée de cellules B) pour produire un hybridome qui a la spécificité d'anticorps du lymphocyte primaire et l'immortalité du myélome. Un milieu de croissance sélectif (HA ou HAT) est utilisé pour sélectionner des cellules de myélome non fusionnées ; les lymphocytes primaires meurent rapidement en culture et seules les cellules fusionnées survivent. Ceux-ci sont criblés pour la production de l'anticorps requis, généralement dans des pools pour commencer, puis après un clonage unique.

Souches cellulaires

Une souche cellulaire est dérivée soit d'une culture primaire soit d'une lignée cellulaire par la sélection ou le clonage de cellules ayant des propriétés ou des caractéristiques spécifiques qui doivent être définies. Les souches cellulaires sont des cellules qui ont été adaptées à la culture mais, contrairement aux lignées cellulaires, ont un potentiel de division fini. Les cellules non immortalisées cessent de se diviser après 40 à 60 doublements de population et, après cela, elles perdent leur capacité à proliférer (un événement génétiquement déterminé connu sous le nom de sénescence).

Applications de la culture cellulaire

La culture de masse de lignées cellulaires animales est fondamentale pour la fabrication de vaccins viraux et d'autres produits de la biotechnologie. La culture de cellules souches humaines est utilisée pour augmenter le nombre de cellules et différencier les cellules en divers types de cellules somatiques pour la transplantation. La culture de cellules souches est également utilisée pour récolter les molécules et exosomes que les cellules souches libèrent à des fins de développement thérapeutique.

Les produits biologiques produits par la technologie de l' ADN recombinant ( ADNr ) dans des cultures de cellules animales comprennent des enzymes , des hormones synthétiques , des produits immunobiologiques ( anticorps monoclonaux , interleukines , lymphokines ) et des agents anticancéreux . Bien que de nombreuses protéines plus simples puissent être produites à l'aide d'ADNr dans des cultures bactériennes, des protéines plus complexes qui sont glycosylées (modifiées par les glucides) doivent actuellement être fabriquées dans des cellules animales. Un exemple important d'une telle protéine complexe est l'hormone érythropoïétine . Le coût de la culture de cultures de cellules de mammifères est élevé, c'est pourquoi des recherches sont en cours pour produire de telles protéines complexes dans des cellules d'insectes ou dans des plantes supérieures, l'utilisation de cellules embryonnaires uniques et d' embryons somatiques comme source de transfert direct de gènes via le bombardement de particules, l'expression de gènes de transit et l' observation en microscopie confocale est une de ses applications. Il propose également de confirmer l'origine unicellulaire des embryons somatiques et l'asymétrie de la première division cellulaire, qui déclenche le processus.

La culture cellulaire est également une technique clé pour l'agriculture cellulaire , qui vise à fournir à la fois de nouveaux produits et de nouvelles façons de produire des produits agricoles existants comme le lait, la viande (cultivée) , les parfums et la corne de rhinocéros à partir de cellules et de micro-organismes. Elle est donc considérée comme un moyen de parvenir à une agriculture sans animaux . C'est aussi un outil central pour l'enseignement de la biologie cellulaire.

Culture cellulaire en deux dimensions

Les recherches en ingénierie tissulaire , en cellules souches et en biologie moléculaire concernent principalement des cultures de cellules sur des boîtes plates en plastique. Cette technique est connue sous le nom de culture cellulaire bidimensionnelle (2D) et a été développée pour la première fois par Wilhelm Roux qui, en 1885, a retiré une partie de la plaque médullaire d'un poulet embryonnaire et l'a maintenue dans une solution saline chaude pendant plusieurs jours sur un verre plat. assiette. De l'avancée de la technologie des polymères est née la boîte en plastique standard d'aujourd'hui pour la culture cellulaire 2D, communément appelée boîte de Pétri . Julius Richard Petri , un bactériologiste allemand , est généralement crédité de cette invention alors qu'il travaillait comme assistant de Robert Koch . De nos jours, divers chercheurs utilisent également des flacons de laboratoire de culture , des coniques et même des sacs jetables comme ceux utilisés dans les bioréacteurs à usage unique .

Outre les boîtes de Pétri, les scientifiques cultivent depuis longtemps des cellules dans des matrices d'origine biologique telles que le collagène ou la fibrine, et plus récemment, sur des hydrogels synthétiques tels que le polyacrylamide ou le PEG. Ils le font afin d'obtenir des phénotypes qui ne sont pas exprimés sur des substrats rigides conventionnellement. Il existe un intérêt croissant pour le contrôle de la rigidité matricielle , un concept qui a conduit à des découvertes dans des domaines tels que :

  • Auto-renouvellement des cellules souches
  • Spécification de la lignée
  • Phénotype des cellules cancéreuses
  • Fibrose
  • Fonction hépatocytaire
  • Mécanodétection

Culture cellulaire en trois dimensions

La culture cellulaire en trois dimensions a été présentée comme la « nouvelle dimension de la biologie ». À l'heure actuelle, la pratique de la culture cellulaire reste basée sur des combinaisons variables de structures cellulaires uniques ou multiples en 2D. Actuellement, il y a une augmentation de l'utilisation des cultures cellulaires 3D dans des domaines de recherche tels que la découverte de médicaments , la biologie du cancer, la médecine régénérative , l' évaluation des nanomatériaux et la recherche fondamentale en sciences de la vie . Les cultures cellulaires 3D peuvent être cultivées à l'aide d'un échafaudage ou d'une matrice, ou sans échafaudage. Les cultures basées sur un échafaudage utilisent une matrice 3D acellulaire ou une matrice liquide. Les méthodes sans échafaudage sont normalement générées dans des suspensions. Il existe une variété de plates-formes utilisées pour faciliter la croissance de structures cellulaires tridimensionnelles, notamment des systèmes d'échafaudage tels que des matrices d'hydrogel et des échafaudages solides, et des systèmes sans échafaudage tels que des plaques à faible adhérence, une lévitation magnétique facilitée par des nanoparticules et des plaques de chute suspendues. La culture de cellules en 3D entraîne une grande variation dans les signatures d'expression génique et imite en partie les tissus dans les états physiologiques.

Culture cellulaire 3D dans des échafaudages

Eric Simon, dans un rapport de subvention NIH SBIR de 1988, a montré que l'électrofilage pouvait être utilisé pour produire des échafaudages fibreux en polystyrène et en polycarbonate à l'échelle nanométrique et submicronique spécifiquement destinés à être utilisés comme substrats cellulaires in vitro . Cette utilisation précoce de réseaux fibreux électrofilés pour la culture cellulaire et l'ingénierie tissulaire a montré que divers types de cellules, notamment les fibroblastes du prépuce humain (HFF), le carcinome humain transformé (HEp-2) et l'épithélium pulmonaire du vison (MLE) adhèrent et prolifèrent sur les fibres de polycarbonate. . Il a été noté que, contrairement à la morphologie aplatie typiquement observée dans la culture 2D, les cellules cultivées sur les fibres électrofilées présentaient une morphologie tridimensionnelle arrondie plus histotypique généralement observée in vivo .

Culture cellulaire 3D en hydrogels

Comme la matrice extracellulaire naturelle (ECM) est importante dans la survie, la prolifération, la différenciation et la migration des cellules, différentes matrices de culture d'hydrogel imitant la structure naturelle de l'ECM sont considérées comme des approches potentielles pour la culture cellulaire in vivo. Les hydrogels sont composés de pores interconnectés avec une rétention d'eau élevée, ce qui permet un transport efficace de substances telles que les nutriments et les gaz. Plusieurs types différents d'hydrogels à partir de matériaux naturels et synthétiques sont disponibles pour la culture cellulaire 3D, y compris les hydrogels d'extraits d'ECM animale, les hydrogels de protéines, les hydrogels de peptides, les hydrogels polymères et les hydrogels de nanocellulose à base de bois .

Culture cellulaire 3D par lévitation magnétique

La méthode de culture cellulaire 3D par lévitation magnétique (MLM) est l'application de la croissance de tissus 3D en induisant des cellules traitées avec des assemblages de nanoparticules magnétiques dans des champs magnétiques variant dans l'espace à l'aide de conducteurs magnétiques en néodyme et en favorisant les interactions de cellule à cellule en faisant léviter les cellules jusqu'à l'air/ interface liquide d'une boîte de Pétri standard. Les assemblages de nanoparticules magnétiques se composent de nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer, de nanoparticules d'or et du polymère polylysine. La culture cellulaire 3D est évolutive, avec la capacité de cultiver de 500 cellules à des millions de cellules ou d'une boîte unique à des systèmes à faible volume et à haut débit.

Culture tissulaire et ingénierie

La culture cellulaire est une composante fondamentale de la culture tissulaire et de l' ingénierie tissulaire , car elle établit les bases de la croissance et du maintien des cellules in vitro . La principale application de la culture de cellules humaines est l'industrie des cellules souches , où les cellules souches mésenchymateuses peuvent être cultivées et cryoconservées pour une utilisation future. L'ingénierie tissulaire offre potentiellement des améliorations spectaculaires dans les soins médicaux à faible coût pour des centaines de milliers de patients chaque année.

Vaccins

Les vaccins contre la polio , la rougeole , les oreillons , la rubéole et la varicelle sont actuellement fabriqués en cultures cellulaires. En raison de la menace de pandémie H5N1 , la recherche sur l'utilisation de la culture cellulaire pour les vaccins contre la grippe est financée par le gouvernement des États-Unis . Les idées novatrices dans le domaine comprennent les vaccins à base d' ADN recombinant , comme celui fabriqué à l'aide d' adénovirus humain (un virus du rhume) comme vecteur, et de nouveaux adjuvants.

Culture cellulaire dans un dispositif microfluidique

Culture de cellules non mammifères

Outre la culture de lignées cellulaires immortalisées bien établies, les cellules d'explants primaires d'une pléthore d'organismes peuvent être cultivées pendant une période de temps limitée avant que la sénescence ne se produise (voir la limite de Hayflick). Les cellules primaires cultivées ont été largement utilisées dans la recherche, comme c'est le cas des kératocytes de poisson dans les études de migration cellulaire.

Méthodes de culture de cellules végétales

Les cultures de cellules végétales sont typiquement cultivées sous forme de cultures en suspension cellulaire dans un milieu liquide ou sous forme de cultures de cals sur un milieu solide. La culture de cellules végétales indifférenciées et de cals nécessite un bon équilibre des hormones de croissance végétales auxine et cytokinine .

Culture de cellules d'insectes

Les cellules dérivées de Drosophila melanogaster (principalement les cellules de Schneider 2 ) peuvent être utilisées pour des expériences qui peuvent être difficiles à faire sur des mouches ou des larves vivantes, telles que des études biochimiques ou des études utilisant des siARN . Des lignées cellulaires dérivées de la chenille légionnaire Spodoptera frugiperda , y compris Sf9 et Sf21 , et de la fausse-arpenteuse du chou Trichoplusia ni , cellules High Five , sont couramment utilisées pour l'expression de protéines recombinantes à l'aide de baculovirus .

Méthodes de culture de bactéries et de levures

Pour les bactéries et les levures, de petites quantités de cellules sont généralement cultivées sur un support solide contenant des nutriments incorporés, généralement un gel tel que la gélose, tandis que les cultures à grande échelle sont cultivées avec les cellules en suspension dans un bouillon nutritif.

Méthodes de culture virale

La culture de virus nécessite la culture de cellules d'origine mammifère, végétale, fongique ou bactérienne comme hôtes pour la croissance et la réplication du virus. Des virus entiers de type sauvage , des virus recombinants ou des produits viraux peuvent être générés dans des types cellulaires autres que leurs hôtes naturels dans les bonnes conditions. Selon l'espèce du virus, l'infection et la réplication virale peuvent entraîner la lyse des cellules hôtes et la formation d'une plaque virale .

Lignées cellulaires communes

Lignées cellulaires humaines
Lignées cellulaires de primates
Lignées cellulaires de souris
Lignées cellulaires tumorales de rat
Lignées cellulaires végétales
Lignées cellulaires d'autres espèces

Liste des lignées cellulaires

Ligne cellulaire Sens Organisme Tissu d'origine Morphologie Liens
3T3-L1 "Transfert 3 jours, inoculum 3 x 10^5 cellules" Souris Embryon fibroblaste Cellosaure ECACC
4T1 Souris Glande mammaire Cellosaurus ATCC
1321N1 Humain Cerveau Astrocytome Cellosaure ECACC
9L Rat Cerveau Glioblastome Cellosaure ECACC
A172 Humain Cerveau Glioblastome Cellosaure ECACC
A20 Souris Lymphome B lymphocyte B violoncelle
A253 Humain Canal sous-maxillaire Carcinome de la tête et du cou Cellosaurus ATCC
A2780 Humain Ovaire Carcinome de l'ovaire Cellosaure ECACC
A2780ADR Humain Ovaire Dérivé résistant à l'adriamycine de l'A2780 Cellosaure ECACC
A2780cis Humain Ovaire Dérivé de A2780 résistant au cisplatine Cellosaure ECACC
A431 Humain épithélium cutané Carcinome squameux Cellosaure ECACC
A549 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
AB9 Poisson zèbre Ailette fibroblaste Cellosaurus ATCC
AHL-1 Hamster Arménien Poumon-1 Hamster Poumon Cellosaure ECACC
ANS Souris Moelle Stroma PMID  2435412 violoncelle
B16 Souris Mélanome Cellosaure ECACC
B35 Rat Neuroblastome Cellosaurus ATCC
BCP-1 Humain PBMC Lymphome primitif de l'épanchement VIH+ Cellosaurus ATCC
BEAS-2B Épithélium bronchique + Hybride virus Adénovirus 12-SV40 (Ad12SV40) Humain Poumon Épithélium Cellosaure ECACC
bFin.3 Cerveau Endothélial 3 Souris Cerveau/ cortex cérébral Endothélium violoncelle
BHK-21 Rein de bébé hamster-21 Hamster Un rein fibroblaste Cellosaure ECACC
BOSC23 Lignée cellulaire d'emballage dérivée de HEK 293 Humain Rein (embryonnaire) Épithélium violoncelle
BT-20 Tumeur du sein-20 Humain Épithélium mammaire Carcinome du sein Cellosaurus ATCC
BxPC-3 Xénogreffe de biopsie de carcinome pancréatique ligne 3 Humain Adénocarcinome pancréatique Épithélium Cellosaure ECACC
C2C12 Souris myoblaste Cellosaure ECACC
C3H-10T1/2 Souris Lignée cellulaire mésenchymateuse embryonnaire Cellosaure ECACC
C6 Rat Astrocyte cérébral Gliome Cellosaure ECACC
C6/36 Insecte - Moustique tigre asiatique Tissu larvaire Cellosaure ECACC
Caco-2 Humain Côlon Carcinome colorectal Cellosaure ECACC
Cal-27 Humain Langue Carcinome squameux Cellosaurus ATCC
Calu-3 Humain Poumon Adénocarcinome Cellosaurus ATCC
CGR8 Souris Cellules souches embryonnaires Cellosaure ECACC
CHO Ovaire de hamster chinois Hamster Ovaire Épithélium Cellosaure ECACC
LMC T1 Leucémie myéloïde chronique Lymphocyte T 1 Humain Phase aiguë de la LMC Leucémie à cellules T DSMZ violoncelle
CMT12 Tumeur mammaire canine 12 Chien Glande mammaire Épithélium violoncelle
COR-L23 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
COR-L23/5010 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
COR-L23/CPR Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
COR-L23/R23- Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
COS-7 Cercopithecus aethiops , origine défectueuse SV-40 Singe de l'Ancien Monde - Cercopithecus aethiops ( Chlorocebus ) Un rein fibroblaste Cellosaure ECACC
COV-434 Humain Ovaire Carcinome à cellules de la granulosa de l'ovaire PMID  8436435 ECACC violoncelle
CT26 Souris Côlon Carcinome colorectal violoncelle
D17 Chien Métastase pulmonaire Ostéosarcome Cellosaurus ATCC
DAOY Humain Cerveau Médulloblastome Cellosaurus ATCC
DH82 Chien Histiocytose Monocyte / macrophage Cellosaure ECACC
DU145 Humain Carcinome de la prostate insensible aux androgènes Cellosaurus ATCC
DuCaP Cancer de la dure-mère de la prostate Humain Carcinome de la prostate métastatique Épithélium PMID  11317521 Cellosaure
E14Tg2a Souris Cellules souches embryonnaires Cellosaure ECACC
EL4 Souris Leucémie à cellules T Cellosaure ECACC
EM-2 Humain Crise explosive de la LMC Ligne CML Ph+ DSMZ violoncelle
EM-3 Humain Crise explosive de la LMC Ligne CML Ph+ DSMZ violoncelle
EMT6/AR1 Souris Glande mammaire De type épithélial Cellosaure ECACC
EMT6/AR10.0 Souris Glande mammaire De type épithélial Cellosaure ECACC
FM3 Humain Métastase ganglionnaire Mélanome Cellosaure ECACC
GL261 Gliome 261 Souris Cerveau Gliome violoncelle
H1299 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaurus ATCC
HaCaT Humain Peau Kératinocyte CLS violoncelle
HCA2 Humain Côlon Adénocarcinome Cellosaure ECACC
HEK 293 Rein embryonnaire humain 293 Humain Rein (embryonnaire) Épithélium Cellosaure ECACC
HEK 293T Dérivé HEK 293 Humain Rein (embryonnaire) Épithélium Cellosaure ECACC
HeLa "Henrietta Manque" Humain Épithélium du col de l'utérus Carcinome du col de l'utérus Cellosaure ECACC
Hépa1c1c7 Clone 7 de la lignée 1 d'hépatome du clone 1 Souris hépatome Épithélium Cellosaure ECACC
Hep G2 Humain Le foie Hépatoblastome Cellosaure ECACC
Tape m'en cinq Insecte (mite) - Trichoplusia ni Ovaire violoncelle
HL-60 Leucémie humaine-60 Humain Du sang Myéloblaste Cellosaure ECACC
HT-1080 Humain Fibrosarcome Cellosaure ECACC
HT-29 Humain épithélium du côlon Adénocarcinome Cellosaure ECACC
J558L Souris Myélome Cellule lymphocytaire B Cellosaure ECACC
Jurkat Humain globules blancs Leucémie à cellules T Cellosaure ECACC
JY Humain Lymphoblastoïde Cellule B transformée par EBV Cellosaure ECACC
K562 Humain Lymphoblastoïde Crise explosive de la LMC Cellosaure ECACC
KBM-7 Humain Lymphoblastoïde Crise explosive de la LMC violoncelle
KCL-22 Humain Lymphoblastoïde LMC DSMZ violoncelle
KG1 Humain Lymphoblastoïde LBA Cellosaure ECACC
Ku812 Humain Lymphoblastoïde Érythroleucémie Cellosaure ECACC
KYO-1 Kyoto-1 Humain Lymphoblastoïde LMC DSMZ violoncelle
L1210 Souris Leucémie lymphoïde Liquide d'ascite Cellosaure ECACC
L243 Souris Hybridome Sécrète l'Acm L243 (contre HLA-DR) Cellosaurus ATCC
LNCaP Cancer des ganglions lymphatiques de la prostate Humain Adénocarcinome prostatique Épithélium Cellosaure ECACC
MA-104 Associés en microbiologie-104 Singe vert d'Afrique Un rein Épithélium violoncelle
MA2.1 Souris Hybridome Sécrète MA2.1 mAb (contre HLA-A2 et HLA-B17) Cellosaurus ATCC
Ma-Mel 1, 2, 3...48 Humain Peau Une gamme de lignées cellulaires de mélanome Cellosaure ECACC
MC-38 Souris Colon-38 Souris Côlon Adénocarcinome violoncelle
MCF-7 Fondation du cancer du Michigan-7 Humain Sein Carcinome canalaire du sein invasif ER+, PR+ Cellosaure ECACC
MCF-10A Fondation du cancer du Michigan-10A Humain Épithélium mammaire Cellosaurus ATCC
MDA-MB-157 MD Anderson - Sein métastatique-157 Humain Métastase d'épanchement pleural Carcinome du sein Cellosaure ECACC
MDA-MB-231 MD Anderson - Sein métastatique-231 Humain Métastase d'épanchement pleural Carcinome du sein Cellosaure ECACC
MDA-MB-361 MD Anderson - Sein métastatique-361 Humain Mélanome (contaminé par M14) Cellosaure ECACC
MDA-MB-468 MD Anderson - Sein métastatique-468 Humain Métastase d'épanchement pleural Carcinome du sein Cellosaurus ATCC
MDCK II Madin Darby Canine Rein II Chien Un rein Épithélium Cellosaure ECACC
MG63 Humain OS Ostéosarcome Cellosaure ECACC
MIA PaCa-2 Humain Prostate Carcinome pancréatique Cellosaurus ATCC
MOR/0,2R Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
Mono-Mac-6 Humain globules blancs LAM métaplasique myéloïde DSMZ violoncelle
MRC-5 Souche cellulaire 5 du Conseil de recherches médicales Humain Poumon (fœtal) fibroblaste Cellosaure ECACC
MTD-1A Souris Épithélium violoncelle
MaFin Endothélial myocardique Souris Endothélium violoncelle
NCI-H69 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
NCI-H69/CPR Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
NCI-H69/LX10 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
NCI-H69/LX20 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
NCI-H69/LX4 Humain Poumon Carcinome du poumon Cellosaure ECACC
Neuro-2a Souris Nerf/ neuroblastome Cellules souches neuronales Cellosaure ECACC
NIH-3T3 NIH , transfert 3 jours, inoculum 3 x 10 5 cellules Souris Embryon fibroblaste Cellosaure ECACC
NALM-1 Humain Sang périphérique Crise explosive LMC Cellosaurus ATCC
NK-92 Humain Leucémie/lymphome Cellosaurus ATCC
NTERA-2 Humain Métastase pulmonaire Carcinome embryonnaire Cellosaure ECACC
NW-145 Humain Peau Mélanome ESTDAB violoncelle
d'accord Rein d'opossum Opossum de Virginie - Didelphis virginiana Un rein Cellosaure ECACC
Lignées cellulaires OPCN / OPCT Humain Prostate Gamme de lignées tumorales de la prostate violoncelle
P3X63Ag8 Souris Myélome Cellosaure ECACC
PANC-1 Humain Canal Carcinome épithélioïde Cellosaurus ATCC
PC12 Rat La médullosurrénale Phéochromocytome Cellosaure ECACC
PC-3 Cancer de la prostate-3 Humain Métastase osseuse Carcinome de la prostate Cellosaure ECACC
Pair Humain Leucémie à cellules T DSMZ violoncelle
PNT1A Humain Prostate Lignée tumorale transformée par SV40 Cellosaure ECACC
PNT2 Humain Prostate Lignée tumorale transformée par SV40 Cellosaure ECACC
Pointe K2 La deuxième lignée cellulaire dérivée de Potorous tridactylis Potoroo à long nez - Potorous tridactylus Un rein Épithélium Cellosaure ECACC
Raji Humain Lymphome B Semblable à un lymphoblaste Cellosaure ECACC
RBL-1 Leucémie basophile de rat-1 Rat Leucémie Cellule basophile Cellosaure ECACC
RenCa Carcinome rénal Souris Un rein Carcinome rénal Cellosaurus ATCC
RIN-5F Souris Pancréas Cellosaure ECACC
RMA-S Souris Tumeur des cellules T violoncelle
S2 Schneider 2 Insecte - Drosophila melanogaster Embryons de stade tardif (20 à 24 heures) Cellosaurus ATCC
SaOS-2 Sarcome ostéogénique-2 Humain OS Ostéosarcome Cellosaure ECACC
Sf21 Spodoptera frugiperda 21 Insecte (mite) - Spodoptera frugiperda Ovaire Cellosaure ECACC
Sf9 Spodoptera frugiperda 9 Insecte (mite) - Spodoptera frugiperda Ovaire Cellosaure ECACC
SH-SY5Y Humain Métastase de la moelle osseuse Neuroblastome Cellosaure ECACC
SiHa Humain Épithélium du col de l'utérus Carcinome du col de l'utérus Cellosaurus ATCC
SK-BR-3 Cancer du sein de Sloan-Kettering 3 Humain Sein Carcinome du sein DSMZ violoncelle
SK-OV-3 Cancer de l'ovaire de Sloan-Kettering 3 Humain Ovaire Carcinome de l'ovaire Cellosaure ECACC
SK-N-SH Humain Cerveau Épithélium Cellosaurus ATCC
T2 Humain La leucémie des cellules T / B lignée cellulaire hybridome Cellosaurus ATCC
T-47D Humain Sein Carcinome canalaire du sein Cellosaure ECACC
T84 Humain Métastase pulmonaire Carcinome colorectal Cellosaure ECACC
T98G Humain Glioblastome-astrocytome Épithélium Cellosaure ECACC
THP-1 Humain Monocytes Leucémie aiguë monocytaire Cellosaure ECACC
U2OS Humain Ostéosarcome Épithélium Cellosaure ECACC
U373 Humain Glioblastome-astrocytome Épithélium Cellosaure ECACC
U87 Humain Glioblastome-astrocytome De type épithélial Cellosaure ECACC
U937 Humain Lymphome monocytaire leucémique Cellosaure ECACC
VCaP Cancer vertébral de la prostate Humain Métastase vertébrale Carcinome de la prostate Cellosaure ECACC
Véro De l'espéranto : verda (vert, pour singe vert) reno (rein) Singe vert africain - Chlorocebus sabaeus Épithélium rénal Cellosaure ECACC
TB-1 Humain Lymphome primitif de l'épanchement violoncelle
WM39 Humain Peau Mélanome ESTDAB violoncelle
WT-49 Humain Lymphoblastoïde Cellosaure ECACC
YAC-1 Souris Lymphome Cellosaure ECACC
ANNÉE Humain Lymphoblastoïde Cellule B transformée par EBV Immunologie humaine ECACC Cellosaurus

Voir également

Références et notes

Lectures complémentaires

Liens externes