Lignées cellulaires - Défis, applications et portée de la recherche

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A la base de la recherche expérimentale à grande échelle dans biologie moléculaire réside dans l'utilisation des lignées cellulaires. Générées artificiellement, en croissance constante et instrumentales dans les découvertes en matière de diagnostic et de traitement, les lignées cellulaires n'ont pas besoin d'être présentées. Leur catégorisation primaire prend en compte les caractéristiques morphologiques ainsi que le tissu racine pour l'isolement comme base de distinction. Cependant, des recherches à grande échelle ont révélé des différences marquées entre les cellules primaires et les lignées cellulaires développées à partir de celles-ci. Qu'est-ce qui fait de ces ingrédients biologiques in vitro des ressources aussi constitutives pour la R&D ? Quelles sont les raisons possibles de l'écart dans leur applicabilité ? Ces questions ont été récurrentes pour l'industrie du développement de lignées cellulaires (CLD). Ici, nous parlons des améliorations qui ont été apportées afin de rationaliser leur applicabilité et de réduire les goulots d'étranglement. Voici quelques applications des lignées cellulaires

Conflit entourant l'application des lignées cellulaires

Après des décennies de recherche sur des lignées cellulaires continues, considérées comme présentant une homogénéité génotypique et phénotypique, les scientifiques disposent aujourd'hui d'un large éventail de répertoires de lignées cellulaires. Il existe 3600 lignées cellulaires disponibles qui ont été développées à partir de 150 espèces biologiques. En commençant par la lignée de cellules de Sertoli de souris (MSC-1), Hepa1-6, HeLa, et les lignées cellulaires clonales, le CLD s'est embarqué dans un tout nouveau voyage. Les chercheurs disposent désormais de différentes lignées cellulaires générées artificiellement, au point que des cellules souches embryonnaires et de cordon ombilical sont utilisées pour les nouveaux CLD.

D'autre part, les chercheurs sont confrontés aux défis les plus difficiles de la manipulation des lignées cellulaires, car cela conduit à des résultats anormaux et à un gaspillage pur et simple des ressources. Gurvinder Kaur et al (2012) ont montré que les cellules de Sertoli de souris avaient des caractéristiques immunologiques plus importantes que les lignées de MSC-1. Hughes et al (2007) a indiqué la perte de la qualité phénotypique du 18-36% en raison d'une mauvaise identification et d'une contamination croisée. Récemment, Cellules ovariennes de hamster chinois (CHO) sont devenues de plus en plus difficiles à utiliser pour synthétiser une classe de produits biopharmaceutiques connus sous le nom de "produits biologiques". Par conséquent, les raisons du manque d'applicabilité des lignées cellulaires sont citées comme des fréquences plus élevées de mutations dans les lignées cellulaires, une sélection clonale incontrôlée dans les passages cellulaires et des limitations dans la transformation de ces lignées en produits cliniquement pertinents. in vitro modèles.

Application des lignées cellulaires

Néanmoins, les lignées cellulaires restent les ressources les plus rentables et éthiquement viables pour effectuer des recherches scientifiques. Leur développement a été idéalisé pour leur homogénéité phénotypique et génotypique sur des populations cellulaires récurrentes. Au cours des dernières décennies, la viabilité et la facilité d'accès des lignées cellulaires ont été les raisons pour lesquelles presque tous les développements scientifiques ont été basés sur des lignées cellulaires. Il n'est pas étonnant qu'elles soient utilisées pour la production d'anticorps, le développement de vaccins, les tests de médicaments, les études de fonctions génétiques, les études de croissance de cellules cancéreuses et le développement de peau artificielle, entre autres.

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New cell lines are being continually developed to find biomarqueurs for cancer, skin diseases, lung dysfunctions and better visualization of tumor cells. Since cell lines mimic cellular homogeneity of almost all human tissues and are used to create in vitro models, procuring and maintaining cell lines remains imperative, with new guidelines and protocols coming in every year by CLD companies. Sigma Aldrich, Thermo Fisher Scientific, Lonza, and The Horizon are the companies that have continually developed and evolved cell lines in terms of cytogenetic variants.

La voie à suivre

Face aux résultats contradictoires de l'utilisation des lignées cellulaires par rapport aux lignées cellulaires primaires, les chercheurs ont la lourde tâche de décider quelle ressource cellulaire doit être utilisée. La réponse à cette question réside dans Méthodes d'ingénierie des lignées cellulaires (CLE) et en culture cellulaire 3D. Ces nouvelles approches sont basées sur l'obtention de cellules primaires humaines et/ou de cellules animales à partir de tissus racinaires et leur culture avec des milieux sélectifs dans les 3 dimensions et permettant aux cellules de former des agrégats en forme de sphères, appelés sphéroïdes. Les conditions de croissance pour les cultures cellulaires en 3D comprennent l'utilisation de tapis polymères, par exemple des tapis de polystyrène, des fibres ECM à base de polycarbonate, des tapis de collagène, et des substrats in vitro artificiels, connus sous le nom d'échafaudages.

CLE is an advanced technology enabling CLDs design cell lines by using CRISPR produits. Thermo Fisher Scientific conçoit de nouvelles lignées cellulaires à partir d'une grande variété de lignées cellulaires déjà disponibles, en fonction des exigences des projets de recherche demandés par ses clients collaborateurs. Les études sur les cellules cancéreuses, la croissance artificielle d'organes et les nouveaux traitements sont ainsi plus proches des tissus humains vivants, sans contamination ni mutations incontrôlées. Il s'agit de l'application de lignées cellulaires.

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À propos de l'auteur

Mahasweta est une rédactrice médicale et une communicatrice scientifique indépendante, expérimentée dans la création de documents techniques, de billets de blog et d'articles d'actualité. Biotechnologue dans l'âme, elle possède une expérience de la recherche en ingénierie tissulaire, en dispositifs d'imagerie médicale et en microbiologie industrielle. Elle est diplômée en génie biomédical du Vellore Institute of Technology et a travaillé comme rédactrice pour des publications de journaux d'Elsevier, Wolters Kluwer Health et la Royal Society for Chemistry.

Un commentaire

  1. L'avancée de la technologie CRISPR pourrait changer radicalement le modèle traditionnel de développement de lignées cellulaires pour le développement de produits pharmaceutiques biologiques en ciblant une expression maximale du produit thérapeutique et en éliminant potentiellement les protéines contaminantes.
    L'utilisation de cultures cellulaires, associée aux progrès de l'impression 3D et à l'utilisation de nouveaux bio-encastrements, entraînera un changement radical dans l'essai des médicaments et le criblage de leurs cibles.

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