La culture cellulaire

La culture cellulaire se fait en plusieurs étapes. Il faut d'abord obtenir des cellules et les installer dans un milieu de culture approprié afin de reproduire les conditions de vie que connaissait la cellule dans son milieu d'origine.

L'obtention de cellules diffère selon qu'elles proviennent d'êtres vivants unicellulaires ou pluricellulaires. Les cellules provenant d'êtres unicellulaires (levure, bactérie, etc.) sont directement prélevées dans divers milieux et transférées dans un milieu de culture approprié. Par contre, dans le cas d'organismes formés de plusieurs cellules, les spécialistes peuvent utiliser des cellules isolées, par exemple celles du sang. Cependant, ils utiliseront généralement des cellules liées les unes aux autres trouvées dans les différents tissus du corps. Dans ce cas, la première étape de la culture cellulaire sera la séparation de ces cellules.

Selon le type de cellule cultivé, les cellules prélevées doivent être placées dans un milieu de culture qui répond à leurs besoins. Un milieu de culture se définit donc comme un milieu dans lequel on trouve tous les éléments nécessaires à la croissance de cellules mises en culture. La composition des milieux de culture varie, mais ils contiennent, entre autres, de l'eau, des sels minéraux, des acides aminés, du glucose, des gaz, etc. Les milieux de culture peuvent être liquides ou solides. Généralement, on estime qu'un milieu de culture liquide favorise une croissance rapide des micro-organismes alors qu'un milieu solide est pratique pour les recenser et les identifier.

La culture cellulaire exige la reconstitution des conditions originales du milieu des cellules. Pour ce faire, on doit contrôler la température, la pression, le taux d'humidité, le pH, la composition en nutriments et en minéraux, etc. du milieu de culture. On peut ainsi favoriser une croissance normale et une reproduction efficace des cellules.

Toutes les procédures nécessaires à la culture cellulaire nécessitent un travail en milieu stérile, c'est-à-dire un milieu exempt de tout micro-organisme vivant. Pour ce faire, de nombreux traitements existent pour stériliser le matériel utile au travail.

Lors d'une culture cellulaire, le taux de croissance des cellules n'est pas constant. Il s'effectue plutôt selon une courbe dans laquelle on peut distinguer 4 phases.

1. La phase d'adaptation. Il n'y a pratiquement pas de croissance cellulaire puisque les cellules s'adaptent à leur nouvel environnement et s'y installent.
2. La phase de croissance rapide. Les cellules se divisent rapidement, car elles consomment la majeure partie des nutriments contenus dans le milieu de culture.
3. La phase stationnaire. Le nombre de cellules est constant puisqu'il y a autant de cellules qui meurent que de nouvelles qui sont produites. Cela s'explique par un épuisement des nutriments, une accumulation de déchets et un manque d'espace disponible.
4. La phase de déclin. Les nutriments et l'espace se font trop rares pour maintenir un nombre de cellules maximum. Ce nombre décroît.

Le maximum de cellules possible est atteint à la fin de la phase de croissance rapide. Lorsque la phase stationnaire est atteinte, il peut être utile d'arrêter la culture et de la conserver à des fins d'analyse ou d'utilisation ultérieure. On peut congeler les cultures afin de les conserver. C'est aussi lors de cette phase que l'on doit repiquer les cellules (les transférer) dans un nouveau milieu de culture puisque les nutriments du milieu initial sont en train de s'épuiser, ce qui déclenchera la phase de déclin.

Notre corps contient deux types de cellules: les cellules spécialisées et les cellules souches. Les cellules spécialisées remplissent des rôles particuliers dans notre organisme. Lorsqu'on met un tel type de cellule en culture, on obtient des cellules qui ont exactement la même spécialisation que la cellule initiale. Ainsi, une cellule musculaire ne produira que des cellules musculaires. Pour contourner ce fait, on peut utiliser des cellules souches.

Les cellules souches sont des cellules qui ne jouent pas de rôle particulier dans l'organisme. Elles ont la capacité de se diviser quasi indéfiniment et, dans des conditions particulières, elles peuvent se transformer en cellules spécialisées. Grâce à ces deux particularités, les cellules souches permettent de produire des tissus et des organes de rechange. Chez l'adulte, on retrouve quelques cellules souches dans le sang et dans la moelle osseuse. Les premières cellules d'un embryon sont également des cellules souches qui se spécialiseront par la suite pour donner les différentes cellules spécialisées du corps. On peut donc obtenir des cellules souches à partir d'un embryon, d'un cordon ombilical ou d'un placenta.

La culture des cellules souches soulève énormément de controverses puisque certains principes moraux peuvent être transgressés par cette pratique. Par exemple, si l'on considère que la vie d'un individu débute dès la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde, l'utilisation d'embryons pour la culture de cellules souches devient inacceptable. Des normes éthiques, c'est-à-dire des règles qui visent à faire respecter certains principes moraux, ont donc été imposées par l'Institut de la recherche scientifique canadienne afin d'encadrer la recherche portant sur les cellules souches.

• Les embryons utilisés ne doivent pas avoir été obtenus à la suite de transactions commerciales.
• La femme enceinte qui donne son embryon doit le faire sans y avoir été forcée.
• La femme enceinte qui donne son embryon doit savoir qu'il servira à des fins de recherche sur les cellules souches.
• Le cordon ombilical et le placenta peuvent être utilisés pour des recherches sur des cellules souches si les deux parents donnent leur consentement.
• Les cellules souches humaines prélevées sur un adulte doivent avoir été obtenues avec le consentement du donneur.

Malgré les craintes reliées à l'utilisation de cellules souches, il demeure que leur culture peut permettre de guérir certaines formes de cancers, entre autres des ganglions et du sang. De plus, grâce aux recherches sur les cellules souches, on espère un jour guérir des maladies telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques et plusieurs maladies cardiaques.