Mise à jour de l’étude de cas : cellules cartilagineuses en apesanteur
Cellules cartilagineuses en apesanteur
Comment les cellules cartilagineuses réagissent-elles à une gravité modifiée ? Des chercheurs de la Haute école de Lucerne ont étudié cette question en 2019 lors de vols paraboliques de l’Agence spatiale européenne (ESA). Un incubateur à CO₂ BINDER CB 170 a été utilisé pour la culture et la préparation des cellules. Plusieurs publications scientifiques présentant les résultats sont désormais disponibles.
Comment les cellules réagissent-elles à une gravité modifiée ?
Les cellules cartilagineuses sont constamment soumises à des contraintes mécaniques. La manière dont elles perçoivent ces forces et y réagissent n’est toutefois pas encore entièrement comprise.
Dans le cadre du projet COW – Cartilage ExpOsed to Weightlessness, la Haute école de Lucerne a donc étudié si des structures importantes des cellules cartilagineuses se modifient dans des conditions de gravité changeantes.
Des conditions contrôlées avec BINDER
Pour les essais, les cellules devaient être cultivées et préparées dans des conditions reproductibles. L’équipe de recherche a utilisé pour cela un incubateur à CO₂ BINDER CB 170.
Pour la campagne de vols paraboliques de l’ESA, l’incubateur a été transporté à Bordeaux. Les cellules y sont restées dans des conditions de culture contrôlées jusqu’à peu avant le vol, avant d’être transférées dans le matériel de vol spécialement développé (image de gauche).
L’incubateur a également joué un rôle lors des essais préliminaires : une Random Positioning Machine a été utilisée dans le CB 170 afin de simuler certains effets de la microgravité pendant plusieurs jours.
des cellules cartilagineuses avant et pendant le vol parabolique (Source ci-dessous)
31 paraboles en microgravité et en hypergravité
Lors de la campagne de vols paraboliques de l’ESA, un Airbus A310 a effectué 31 paraboles. Les échantillons de cellules ont été exposés alternativement à de courtes phases d’hypergravité et de microgravité.
Des échantillons ont été fixés à différents moments, puis analysés. L’étude s’est d’abord concentrée sur la tubuline et la vimentine, deux composants du cytosquelette.
Qu’ont révélé les études ?
La première publication est parue en 2020 dans Microgravity Science and Technology. Les chercheurs n’ont constaté aucune modification significative des structures de tubuline et de vimentine étudiées pendant le vol parabolique.
Les recherches se sont ensuite poursuivies et deux autres publications sont parues en 2022. Elles ont notamment étudié l’équilibre calcique et le potentiel membranaire des cellules cartilagineuses. Ces paramètres sont eux aussi restés inchangés pendant de courtes phases de gravité modifiée.
Les chercheurs ont ainsi pu cerner plus précisément les mécanismes possibles par lesquels les cellules cartilagineuses réagissent aux contraintes mécaniques.
BINDER dans les publications scientifiques
BINDER est expressément remercié pour son soutien au projet de recherche, aussi bien dans la publication de 2020 que dans l’étude parue en 2022 dans Acta Astronautica.
Le CB 170 n’était pas lui-même l’objet de l’étude. Sa mission consistait à offrir aux cellules des conditions de culture stables et reproductibles pendant la préparation.
Vers l’étude de cas originale de 2019 : Étude de cas Haute école de Lucerne
Sources des images :
Matériel de vol dans l’avion : Wuest, S. L. et al. (2020), Microtubules and Vimentin Fiber Stability during Parabolic Flights, Microgravity Science and Technology 32, 921–933, Fig. 4, CC BY 4.0.
Coloration de la tubuline des cellules cartilagineuses : Wuest, S. L. et al. (2020), Microtubules and Vimentin Fiber Stability during Parabolic Flights, Microgravity Science and Technology 32, 921–933, Fig. 6, CC BY 4.0.
Licence : Deed - Attribution 4.0 International - Creative Commons
Solution BINDER :
- Incubateur à CO₂ CB 170
- Chambre intérieure sans soudure en acier inoxydable avec glissières embouties pour les clayettes
- Autostérilisation à l’air chaud à 180 °C
- Régulation de l’humidité sans condensation grâce au double bac à eau Permadry
- Régulateur à écran tactile avec enregistrement interne des valeurs mesurées via interface USB