Que ce soit en immunologie, en oncologie ou en médecine régénérative, partout où l'on travaille avec des cellules, la séparation cellulaire joue un rôle décisif. Les échantillons de sang et de tissus contiennent une multitude de types de cellules différents qui forment ensemble un système biologique complexe. Or, pour la recherche, il est souvent nécessaire d'isoler de manière ciblée certaines cellules ou populations de cellules . C'est la seule façon d'étudier avec précision leurs propriétés, leurs fonctions et leurs interactions.
Mais toutes les méthodes ne se valent pas. Le choix de la bonne technique dépend de la question posée - et aussi de la pureté, de la viabilité et du rendement requis. Ce qui compte ici, ce n'est pas seulement le savoir-faire, mais aussi les outils et les réactifs adéquats qui permettent une séparation standardisée et reproductible.
Principes de base de la séparation des cellules
Par séparation cellulaire, on entend la séparation de certaines cellules ou groupes de cellules à partir d'un mélange hétérogène, tel qu'on le trouve par exemple dans le sang (sang total), la moelle osseuse ou les tissus. L'objectif est de récupérer les cellules souhaitées, si possible inchangées et fonctionnelles.
Il existe différentes approches pour cela :
- Propriétés physiques: taille, densité ou charge électrique
- caractéristiques biologiques: marqueurs de surface, récepteurs ou antigènes
- Séparation mécanique: filtration à travers des tamis spéciaux ou des membranes
Le défi consiste à trouver un équilibre entre la pureté, la vitesse et la protection des cellules. Alors que certaines méthodes fournissent une grande pureté, elles peuvent en même temps être plus agressives pour les cellules. D'autres méthodes sont particulièrement douces, mais séparent de manière moins spécifique.
Méthodes de séparation des cellules
Il existe différentes méthodes pour la séparation des cellules. Chaque méthode a ses propres points forts, ses propres limites et ses domaines d'application typiques.
Dans ce cas, des tamis cellulaires ou des tissus de tamisage sont utilisés pour séparer les cellules selon leur taille ou leur forme. Cette méthode est particulièrement pratique pour la préparation de suspensions de cellules individuelles à partir de tissus ou pour la purification d'échantillons avant des analyses ultérieures.
Avantage : rapide, simple, doux
Inconvénient : spécificité moindre par rapport aux méthodes basées sur les marqueurs
La centrifugation à gradient de densité est une technique classique utilisée principalement pour isoler les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) du sang total. Pour ce faire, le sang est déposé en couches sur un milieu de densité définie (par ex. PBMC Spin ou Ficoll) et centrifugé. Les types de cellules s'accumulent dans différentes couches en fonction de leur densité, ce qui permet de prélever facilement la fraction souhaitée.
Avantage : fiable, économique
Inconvénient : prend du temps, risque de surcharge des cellules
La technologie pluriBead permet l'enrichissement ou l'élimination ciblée de certains types de cellules dans des échantillons complexes comme le sang (sang total) ou les tissus. pluriBead est une combinaison de spécificité biologique et de séparation mécanique. À l'aide d'anticorps spécifiques, les cellules souhaitées sont liées à de petites billes monodisperses et ensuite séparées de manière sélective par des processus de filtrage - sans aucun champ magnétique. Le procédé est rapide, doux et flexible : il convient à différents types de cellules, est facilement modulable et préserve la fonctionnalité des cellules. Il est idéal pour les analyses de cellules immunitaires, la préparation d'études sur des cellules uniques ou d'autres applications nécessitant des populations de cellules très pures.
Avantage : haute spécificité, bonne pureté, rapide
Inconvénient : réactifs plus chers, dépendance du marqueur
Le Magnetic Activated Cell Sorting (MACS) utilise des particules magnétiques qui se lient spécifiquement aux marqueurs de surface des cellules. Les cellules marquées peuvent ensuite être enrichies ou éliminées de manière ciblée à l'aide d'un champ magnétique. Cette technique est particulièrement utile lorsque des populations de cellules très pures sont nécessaires, par exemple pour les études sur les cellules immunitaires. Cette méthode convient aussi bien pour la séparation positive que négative des cellules.
Avantage : haute spécificité, bonne pureté
Inconvénient : réactifs plus chers, dépendance du marqueur
Le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) est une méthode qui permet d'analyser et de trier les cellules individuellement à l'aide de leurs marqueurs de surface et de leurs signaux de fluorescence. Cette technique permet non seulement la séparation, mais fournit en même temps de nombreuses données sur chaque cellule.
Avantage : haute spécificité, bonne pureté, prend du temps
Inconvénient : réactifs et appareils plus chers, dépendance du marqueur