ANIMAUX MODÈLES, biologie

Les lignées cellulaires adhérentes

Depuis de nombreuses décennies – la première mise en culture au long terme de cellules animales remonte à 1912 –, les scientifiques utilisent en routine des lignées cellulaires, cellules dites « immortelles », leur culture – division cellulaire in vitro – pouvant s’effectuer indéfiniment tant qu’elles sont en présence d’oxygène et d’un milieu nutritif. Ces cellules peuvent avoir été « immortalisées » de manière naturelle, telles les cellules cancéreuses, ou avoir été génétiquement modifiées – par l’introduction de gènes permettant à ces cellules de proliférer de manière illimitée. Cultivées dans des conditions dites adhérentes, ces cellules vont former un tapis cellulaire en 2D sur le fond du récipient où elles se trouvent (boîte de Pétri, flasque, etc.). Ces lignées cellulaires ont l’avantage d’être commercialisées, facilement cultivables et peu coûteuses. Ce type de culture a permis de caractériser les cellules in vitro et de fournir des informations sur la fonction des différents organes, sans avoir recours aux animaux. De plus, elles ont permis de déterminer certains effets de l’environnement (UV, pesticides, pollution, fumée de cigarette…), de la nourriture et d’agents pathogènes (bactéries, virus…) sur les cellules de la peau, du poumon, du cerveau, du foie ou encore de l’intestin. Manipuler les gènes au sein de ces cellules ou utiliser des lignées cellulaires issues d’animaux ou de patients malades a conduit à identifier certains mécanismes pathologiques d’affections neurologiques (maladies d’Alzheimer et de Parkinson), de cancers, ou encore de maladies métaboliques (diabète de type 2, maladies cardiovasculaires). Enfin, ces lignées cellulaires sont souvent utilisées dans les études pharmacologiques (tests et découverte de nouveaux médicaments).

Bien que cette stratégie soit très avantageuse, il est important de noter qu’au fil des divisions cellulaires ces lignées de cellules s’écartent progressivement des caractéristiques de la souche mère. Ainsi, en fonction des conditions de culture, du nombre de divisions et de l’accumulation de mutations génétiques aléatoires au cours du temps, une même lignée d’origine pourra évoluer de façon différente selon les laboratoires, ce qui amènera à des problèmes de reproductibilité des résultats. Par ailleurs, ce type de culture cellulaire ne reflète pas toute la physiologie du tissu, qu’il soit sain ou pathologique. Les tissus sont en effet des associations de cellules de types différents, associés selon une organisation topologique précise.

La culture de cellule en trois dimensions

La culture de cellule en 3D est une méthode physiologiquement pertinente avec un fort potentiel clinique. Ce type de culture récapitule de nombreuses caractéristiques de l’in vivo, telles que la morphologie, les interactions entre cellules, la polarité cellulaire, l’expression des gènes et l’architecture du tissu d’origine. Il existe[...]