Fiche de révision : Culture cellulaire animale

📋 Plan du Cours

1. Définitions et évolution historique
2. Applications de la culture cellulaire
3. Modèles cellulaires en culture
4. Obtention et sélection cellulaire
5. Lignées limitées et immortelles
6. Supports et environnements de culture

📅 Repères chronologiques

1. 1885 – 1900Émile Roux montre que des cellules embryonnaires de poulet peuvent rester vivantes dans une solution saline hors du corps de l’animal.
2. 1907Ross Harrison initie la culture des tissus et Alexis Carrel contribue à l’élaboration des règles d’asepsie et à l’étude des besoins nutritionnels.
3. 1952La culture cellulaire se caractérise par l’introduction de la trypsination des tissus afin d’étudier le développement in vitro de cellules isolées.

📖 1. Définitions et évolution historique

🔑 Notions clés & Définitions

• Culture d’organe : Maintien de tissus en dehors de l’organisme tout en conservant les fonctions spécifiques du tissu.
• Culture cellulaire : Maintien, en dehors de l’organisme, de cellules non organisées en tissus mais capables de se diviser et d’exprimer in vitro un métabolisme et une fonction spécifique.

💡 Astuce mémo

Précurseurs → tissus → cellules

📖 2. Applications de la culture cellulaire

★ À maîtriser

• Les principales applications sont: la recherche biomédicale, le développement et le criblage de médicaments, le génie génétique et la thérapie génique, la production industrielle, la médecine régénérative, l’enseignement, la recherche en agriculture et environnement

• Les phénomènes et maladies étudiés comprennent:

  • la division
  • la différenciation
  • la signalisation
  • la mort cellulaire
  • le cancer
  • les maladies neurodégénératives
  • les maladies génétiques

Compléments

• Les produits ou évaluations permis comprennent:
  • l’efficacité des médicaments
  • la toxicité des médicaments
  • les protéines recombinantes
  • les anticorps monoclonaux
  • les vaccins
  • les hormones
  • les enzymes

📖 3. Modèles cellulaires en culture

🔑 Notions clés & Définitions

• Culture primaire : Culture initiale obtenue après isolement de cellules provenant d’un tissu ou d’un organe ; elle est hétérogène, peu stable et souvent proche des conditions in vivo.
• Lignée cellulaire : Culture dérivée d’une culture primaire, capable de se multiplier sur plusieurs passages, avec une durée de vie continue ou limitée selon ses propriétés.
• Clone cellulaire : Population de cellules génétiquement identiques issues d’une seule cellule.

📝 Points essentiels

• 🔄 La culture d’organe nécessite: un explant d’environ 1 mm³, l’adhérence de l’explant sur une membrane semi-perméable, un milieu de culture adapté, une oxygénation suffisante

📌 Les cellules circulantes sont libres, comme les cellules du sang et de la lymphe, tandis que les cellules en cohésion sont organisées en tissus, comme celles de la peau, des membranes, de l’os et du cœur.

💡 Astuce mémo

Organe conservé entier, cellules isolées, lignées multipliées

📖 4. Obtention et sélection cellulaire

📝 Points essentiels

• La séparation sur gradient de Ficoll permet de purifier notamment les lymphocytes : après centrifugation, les globules rouges et les polynucléaires sédimentent au fond tandis que les lymphocytes et certains macrophages restent à l’interface.

• Les cellules organisées en tissu peuvent être obtenues par dissection d’explants, qui permet la migration cellulaire, ou par méthode enzymatique utilisant la trypsine ou la collagénase avec l’EDTA ou l’EGTA pour dissocier les jonctions cellulaires.

• Le FACS et le MACS sélectionnent ou enrichissent une population cellulaire grâce à des marqueurs spécifiques de surface reconnus par des anticorps.

💡 Astuce mémo

Prélever → dissocier → séparer → sélectionner

📖 5. Lignées limitées et immortelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Immortalisation cellulaire : Acquisition par une population cellulaire d’un potentiel de division illimité.

★ À maîtriser

📌 Les lignées cellulaires à durée de vie limitée ont une capacité proliférative limitée et entrent en sénescence réplicative avant la mort cellulaire si elles ne sont pas transformées.

Compléments

• Les lignées à durée de vie illimitée comprennent: les lignées établies spontanément, les lignées d’origine cancéreuse, les lignées immortalisées ou transformées à partir de cellules normales

• La fréquence d’émergence spontanée d’une lignée continue est d’environ 10⁻⁵ chez le rongeur et de 10⁻⁹ chez l’homme.

💡 Astuce mémo

Sénescence limitée versus division illimitée

📖 6. Supports et environnements de culture

★ À maîtriser

• L’environnement influence:

  • la survie
  • la prolifération
  • la différenciation
  • la migration

• Les principaux supports ou modalités sont: la monocouche sur plastique, les supports recouverts de protéines matricielles, la monocouche sur filtre, la culture tridimensionnelle, la co-culture, la culture en suspension

• 🔄 L’adhésion au support suit quatre étapes:

  1. l’adsorption
  2. le contact
  3. l’attachement
  4. l’étalement

Compléments

• La culture sur filtre semi-perméable peut rétablir la polarisation cellulaire et permet de modifier séparément la composition des milieux des pôles apical et basal, notamment pour les cellules intestinales ou rénales.

• La co-culture permet un dialogue entre plusieurs types cellulaires par des contacts cellule-cellule et par l’échange de facteurs diffusibles.

• La culture tridimensionnelle permet aux cellules de s’agréger en sphéroïdes et de maintenir une densité cellulaire adéquate, un environnement gazeux constant, le recueil des milieux usés et le renouvellement du milieu.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux modèles cellulaires