62
B IOLOGIE CELLULAIRE
milieux totalement synthétiques et contenant de
tels facteurs purifiés en concentrations contrôlées
sont disponibles depuis 1965 (voir figure 3.13).
Les cellules cultivées in vitro conservent le plus
souvent certaines caractéristiques différenciées de
leur tissu d’origine, ou bien une aptitude à se différencier dans des conditions expérimentales
appropriées, ce qui autorise l’étude cellulaire et
moléculaire des processus de différenciation. Plusieurs modèles animaux sont ainsi abondamment
exploités : cellules souches sanguines, cellules
embryonnaires musculaires ou nerveuses…, respectivement pour l’analyse de l’hématopoïèse, de
la myogenèse ou de la différenciation neuronale. Il
existe divers procédés (chimiques, ou utilisant des
Virus dits «fusionnants ») permettant de faire
fusionner entre elles des cellules en culture de
même origine ou d’origine systématique différente. Ces cellules hybrides, renfermant deux ou
plusieurs noyaux distincts au sein d’un seul cytoplasme mixte, sont appelées hétérocaryons ; leur
utilisation s’est avérée très importante en physiologie cellulaire ou en génétique (voir plus loin).
Les cellules végétales peuvent aussi se multiplier
in vitro, à l’état de cellules isolées en suspension,
mais également sous forme de massifs cellulaires
plus ou moins compacts appelés cals (voir
figure 3.14). En jouant sur la concentration ou la
nature des facteurs de croissance ajoutés au milieu
(auxines, cytokinines…), l’expérimentateur peut, à
volonté, induire à partir d’un cal indifférencié et
inorganisé une différenciation et une organogenèse précises : formation de racines, de tiges
feuillées ou de fleurs. La régénération complète
d’une plante entière est ainsi possible à partir
d’une cellule unique (voir chapitre 14).
Figure 3.13
Cellules animales en culture : cellules tumorales de souris
(Cliché Labo BG, Orsay).
Les cultures de cellules animales
E NCARTT ECHNIQUE
On distingue :
–des cultures primaires, qui résultent simplement de la multiplication de cellules (souvent
de nature embryonnaire) prélevées directement
dans les organismes, après que leurs tissus
aient été dissociés par des enzymes appropriées
(protéases) ;
–des cultures secondaires, qui résultent du repiquage de cellules issues de cultures primaires,
après dilution et ensemencement dans du
milieu nutritif neuf. Ces cultures sont à terme
condamnées à mourir, comme celles de l’organisme de départ, après environ 50 à 100 divisions ;on parle de souches cellulaires ;
–des lignées cellulaires, qui dérivent des précédentes après que certaines cellules particulières
de la population aient acquis la propriété de se
multiplier indéfiniment et aient été sélectionnées par l’expérimentateur. Ces cellules immortelles sont donc, par définition, anormales et
elles résultent de mutations spontanées (ponctuelles ou réarrangements chromosomiques).
Les lignées de ce type sont relativement faciles
à obtenir chez les rongeurs (lignées dites 3T3) ;
ce n’est pas le cas pour les lignées d’origine
humaine. Elles peuvent être aussi artificiellement obtenues grâce à des agents chimiques ou
physiques mutagènes, par des Virus ou bien
par des manipulations génétiques (transfection
d’ADN purifié). Parmi les lignées cellulaires
immortalisées, on distingue enfin des lignées
dites transformées, qui induisent des tumeurs
si on injecte leurs cellules à des animaux sains.
La plus connue des lignées entretenues en culture est la lignée HeLa, d’origine humaine (carcinome du col de l’utérus), cultivée depuis 1952
et universellement utilisée.
B IOLOGIE CELLULAIRE
milieux totalement synthétiques et contenant de
tels facteurs purifiés en concentrations contrôlées
sont disponibles depuis 1965 (voir figure 3.13).
Les cellules cultivées in vitro conservent le plus
souvent certaines caractéristiques différenciées de
leur tissu d’origine, ou bien une aptitude à se différencier dans des conditions expérimentales
appropriées, ce qui autorise l’étude cellulaire et
moléculaire des processus de différenciation. Plusieurs modèles animaux sont ainsi abondamment
exploités : cellules souches sanguines, cellules
embryonnaires musculaires ou nerveuses…, respectivement pour l’analyse de l’hématopoïèse, de
la myogenèse ou de la différenciation neuronale. Il
existe divers procédés (chimiques, ou utilisant des
Virus dits «fusionnants ») permettant de faire
fusionner entre elles des cellules en culture de
même origine ou d’origine systématique différente. Ces cellules hybrides, renfermant deux ou
plusieurs noyaux distincts au sein d’un seul cytoplasme mixte, sont appelées hétérocaryons ; leur
utilisation s’est avérée très importante en physiologie cellulaire ou en génétique (voir plus loin).
Les cellules végétales peuvent aussi se multiplier
in vitro, à l’état de cellules isolées en suspension,
mais également sous forme de massifs cellulaires
plus ou moins compacts appelés cals (voir
figure 3.14). En jouant sur la concentration ou la
nature des facteurs de croissance ajoutés au milieu
(auxines, cytokinines…), l’expérimentateur peut, à
volonté, induire à partir d’un cal indifférencié et
inorganisé une différenciation et une organogenèse précises : formation de racines, de tiges
feuillées ou de fleurs. La régénération complète
d’une plante entière est ainsi possible à partir
d’une cellule unique (voir chapitre 14).
Figure 3.13
Cellules animales en culture : cellules tumorales de souris
(Cliché Labo BG, Orsay).
Les cultures de cellules animales
E NCARTT ECHNIQUE
On distingue :
–des cultures primaires, qui résultent simplement de la multiplication de cellules (souvent
de nature embryonnaire) prélevées directement
dans les organismes, après que leurs tissus
aient été dissociés par des enzymes appropriées
(protéases) ;
–des cultures secondaires, qui résultent du repiquage de cellules issues de cultures primaires,
après dilution et ensemencement dans du
milieu nutritif neuf. Ces cultures sont à terme
condamnées à mourir, comme celles de l’organisme de départ, après environ 50 à 100 divisions ;on parle de souches cellulaires ;
–des lignées cellulaires, qui dérivent des précédentes après que certaines cellules particulières
de la population aient acquis la propriété de se
multiplier indéfiniment et aient été sélectionnées par l’expérimentateur. Ces cellules immortelles sont donc, par définition, anormales et
elles résultent de mutations spontanées (ponctuelles ou réarrangements chromosomiques).
Les lignées de ce type sont relativement faciles
à obtenir chez les rongeurs (lignées dites 3T3) ;
ce n’est pas le cas pour les lignées d’origine
humaine. Elles peuvent être aussi artificiellement obtenues grâce à des agents chimiques ou
physiques mutagènes, par des Virus ou bien
par des manipulations génétiques (transfection
d’ADN purifié). Parmi les lignées cellulaires
immortalisées, on distingue enfin des lignées
dites transformées, qui induisent des tumeurs
si on injecte leurs cellules à des animaux sains.
La plus connue des lignées entretenues en culture est la lignée HeLa, d’origine humaine (carcinome du col de l’utérus), cultivée depuis 1952
et universellement utilisée.