Qu’est-ce qu’une cuve de culture cellulaire ?
Les cuves de culture cellulaire sont utilisées pour cultiver des cellules et d’autres matériaux dans le cadre des sciences de la vie et de la recherche et du développement en matière de découverte de médicaments.
Il en existe différents types, tels que les boîtes de Petri et les flacons. La surface de culture est uniforme et non irrégulière, ce qui offre une vue claire et en fait un outil idéal pour l’observation des cultures.
Traditionnellement, les cuves de culture cellulaire en verre étaient utilisées. Les cuves de culture cellulaire jetables sont désormais généralement fabriquées à partir de matériaux en résine tels que le polyéthylène, en raison de leur transparence et de leur facilité de mise en œuvre. Comme la surface de la résine reste hydrophobe et a peu d’affinité avec les cellules, la surface est rendue hydrophile pour améliorer l’adhésion des cellules.
De plus, diverses innovations ont été apportées pour répondre à l’utilisation prévue. Par exemple, la stérilisation et une structure de film pour le bulbe où le matériel de culture entre en contact avec la plaque supérieure, de sorte que la plaque supérieure puisse être retirée dans son intégralité.
Utilisations des cuves de culture cellulaire
Les cuves de culture cellulaire sont principalement utilisées pour la culture de cellules adhérentes et de cellules flottantes. Elles sont employées à tous les stades de divers bioprocédés dans les secteurs des sciences de la vie et des produits pharmaceutiques, depuis la recherche et les autres stades de développement jusqu’à la mise en production.
Les cellules cultivées ont de nombreux usages et sont utilisées par les biologistes cellulaires et d’autres chercheurs tels que les scientifiques des biomatériaux et les cliniciens, ainsi que par les autorités réglementaires.
Les cultures cellulaires importantes comprennent, entre autres, les cultures cellulaires pour la recherche et la production de vaccins. La capacité de cultiver un grand nombre de virus dans des cellules cultivées a conduit à l’utilisation de techniques de culture cellulaire pour la production de masse de vaccins contre diverses maladies.
D’autres utilisations comprennent l’expression de protéines dans des cellules de mammifères et la culture de cellules cancéreuses dans le cadre de la recherche sur le cancer et de l’essai de nouveaux candidats thérapeutiques.
Principe des cuves de culture cellulaire
Les cuves de culture cellulaire sont en cours d’utilisation et doivent répondre aux exigences suivantes :
- La surface de culture est dans un état approprié pour la culture et peut être traitée.
- Elles sont exempts de toxicité et d’autres substances nocives.
- Elles peuvent être stérilisées et rester stériles.
- Vision claire et absence d’obstruction pour l’observation microscopique.
Pour répondre à ces exigences, des matériaux appropriés sont sélectionnés pour les récipients de culture. La surface de culture est non seulement transformée en une surface uniforme et lisse, mais également traitée avec un traitement hydrophile et stérilisée.
Types de cuves de culture cellulaire
Les types de cuves de culture cellulaire comprennent les boîtes de Petri, les plaques à puits et les flacons.
Il existe une grande variété de tailles, de formes, de revêtements et de couvercles. Il est donc important de sélectionner le type de cuve adapté à votre cible de culture et à votre utilisation.
Les boîtes de Petri, les flacons de culture et les plaques multi-puits sont utilisés pour les cultures d’adhésion, tandis que les flacons de culture, les flacons de rotation et les flacons d’agitation sont utilisés pour les cultures de cellules flottantes. Dans les deux cas, il est important d’utiliser des produits enduits ou non en cas de culture adhésive ou de culture flottante.
1. Cuves de culture cellulaire de type boîte de Petri
Les cuves de culture cellulaire de type boîte de Petri sont disponibles dans des diamètres de 35 mm, 60 mm, 80 mm et 90 mm. La plupart ont une hauteur comprise entre 12 et 20 mm. Certains produits ont des bords extérieurs antidérapants et peuvent être empilés pour le stockage et la culture, tandis que d’autres sont conçus pour être faciles à manœuvrer.
2. Cuves de culture cellulaire de type plaque multi-puits
Une plaque multi-puits est une cuve de culture cellulaire comportant plusieurs dépressions, appelées puits, dans un seul contenant. Contrairement aux boîtes de Petri, plusieurs conditions de culture peuvent être étudiées sur une seule cuve. Elle est disponible en plaques de 6, 12, 24, 48 ou 96 puits, la taille de chaque puits diminuant généralement au fur et à mesure que le nombre de puits augmente.
3. Cuves de culture cellulaire de type flacon
Les cuves de culture cellulaire type flacon se caractérisent par leur bouchon à vis, qui permet de cultiver facilement en système fermé. Selon le type de cellules, le flacon peut être transporté jusqu’à une journée en le remplissant de milieu de culture et en le fermant hermétiquement.
Les produits de type multicouche, dans lesquels plusieurs flacons sont superposés, sont également utilisés pour une culture de masse efficace. Les flacons multicouches sont lourds et, pendant la culture, le milieu est injecté et drainé de manière répétée de chaque couche tout en soutenant la cuve d’une seule main. Cela complique la procédure d’utilisation et la taille et le poids de la cuve le rendent difficile à manipuler.
Toutefois, un système a récemment été mis au point pour mécaniser la culture à l’aide de flacons multicouches et contrôler automatiquement une série d’opérations, de la culture à l’observation, à l’aide d’un ordinateur. Parmi les autres types de cuves de culture cellulaire pour les cellules flottantes, l’on peut citer les flacons à rotation munis de tiges d’agitation et les flacons à agitation qui empêchent les gouttelettes de remonter pendant l’agitation.
4. Cuves de culture cellulaire avec inserts de culture cellulaire
Certains cuves de culture cellulaire e sont disponibles avec des inserts de culture cellulaire. Un insert de culture cellulaire est un dispositif qui divise la cuve en deux parties, l’une supérieure et l’autre inférieure, pour permettre la culture cellulaire.
La surface de division est dotée d’une structure avec une membrane filtrante poreuse composée de différents matériaux. Cela signifie que les cellules peuvent être exposées simultanément à différentes conditions du milieu et de la phase gazeuse.
Les cellules adhérentes peuvent être cultivées soit sur le dessus, soit sur le dessous de la membrane filtrante. De plus, des cultures de cellules flottantes peuvent être incorporées. Des cultures plus complexes, telles que des co-cultures avec plusieurs cellules, peuvent aussi être prises en compte. Les cultures à l’interface gaz-liquide sont facilement réalisées en remplissant l’insert de milieu uniquement à l’extérieur.
Ce type de méthode de culture est mis en place pour cultiver des cellules dans des organes en contact avec l’air extérieur, tels que le système respiratoire, la peau et la cornée. Dans les expériences conventionnelles avec des cellules monocouches, il est difficile d’évaluer l’exposition des composants lipophiles et des poudres en l’état. Toutefois, les modèles utilisant des inserts permettent d’évaluer même ces substances.
Autres informations sur les cuves de culture cellulaires
Les cellules peuvent être divisées en deux types : les cellules adhérentes, qui se développent en adhérant à la cuve de culture, et les cellules flottantes, qui sont des cellules cultivées qui se développent en suspension dans le milieu.
La majorité des cellules provenant d’animaux rachidiens sont des cellules adhérentes, qui se développent en adhérant au tissu, à l’exception de certaines cellules flottantes telles que les cellules dérivées du sang. En raison des caractéristiques des cellules, les principaux types de méthodes de culture sont les suivants :
1. Culture statique (culture en monocouche)
Il s’agit de la méthode habituelle de culture par adhésion : les cellules adhérentes sont fixées à une cuve de culture et cultivées en monocouche. Les cellules normales se développent et prolifèrent en principe en monocouche. Les boîtes de Petri, les flacons de culture et les plaques multi-puits sont des cuves de culture appropriées.
2. Culture par flottaison
Il s’agit d’une méthode de culture dans laquelle les cellules flottantes, telles que les cellules dérivées du sang, sont cultivées alors qu’elles sont en suspension dans le milieu. Des cuves de culture cellulaire spécialisées sont recouvertes d’un revêtement empêchant l’adhésion des cellules. Les flacons à agitation ou les flacons à rotation sont utilisés pour la culture de grandes quantités.
3. Culture en rotation (culture en rouleau)
Il s’agit d’une méthode de culture par adhésion dans laquelle les cellules sont cultivées en faisant tourner doucement un flacon à rouleau. Il s’agit d’une cuve culture spécialement conçue pour la culture par rotation, en faisant adhérer les cellules à la paroi interne du flacon.
4. Culture par tourbillonnement (culture par agitation)
Il s’agit d’une méthode de culture flottante dans laquelle les cellules sont cultivées dans un flacon à agitation et secouées à l’aide d’un agitateur. Elle convient aux cellules flottantes telles que les bactéries, les cellules végétales et les cellules dérivées de lymphocytes.