Lactate déshydrogénase

L’altération cellulaire, une histoire de cytotoxicité

Qu’est-ce que l’altération cellulaire ? C’est tout simplement la mort de la cellule. À travers ce blog, nous allons échanger sur les diverses techniques d’analyses pour évaluer la toxicité d’un produit à l’échelle cellulaire. C’est ce que l’on appelle la cytotoxicité d’un produit (cyto pour cellule, toxicité pour toxicité 😅 je peux pas être plus claire).

La cytotoxicité et les 3 types de mort cellulaire

Afin de réguler le nombre de cellules dans un organisme, les cellules peuvent se multiplier (voir le blog sur la division cellulaire) et également mourir. La mort cellulaire est essentielle au bon fonctionnement d’un organisme. Par exemple, quand la mort des cellules ne se réalise plus, cela entraîne des pathologies comme le cancer. À l’inverse, le dérèglement de la mort cellulaire aboutit aussi à d’autres pathologies comme les maladies neurodégénératives. Vous l’avez compris, il faut maintenir la balance entre la multiplication et la mort des cellules.

Pour cela, il existe 3 types de mort cellulaire :

  • Le type 1 : L’apoptose. C’est la mort programmée de la cellule c’est-à-dire son suicide. A un instant défini par la cellule, elle doit mourir pour le bien-être de l’organisme qu’elle compose. Pour cela, il y a différents signaux qui sont envoyés à l’intérieur de la cellule pour lui dire que c’est la fin.
  • Le type 2 : L’autophagie. C’est la mort par cannibalisme. Oui oui, la cellule se « mange » elle-même ! A la base, l’autophagie permet la destruction sélective d’organites (partie d’une cellule) indispensables au bon fonctionnement de la cellule. Concrètement, lors du vieillissement, nos amies les mitochondries (usines productrices d’énergie dans la cellule) fonctionnent mal, il faut les remplacer. L’autophagie est là pour ça. Une partie de la cellule va « digérer » les mitochondries non fonctionnelles. L’autophagie permet la destruction et le recyclage des déchets de la cellule. Lorsque l’autophagie est déréglée cela entraîne des pathologies comme la maladie d’Alzheimer dans laquelle des protéines non fonctionnelles, comme la β-amyloïde, s’accumulent dans la cellule. Cette accumulation rend la cellule dysfonctionnelle et elle va donc mourir. L’autophagie concerne la mort d’un groupe de cellules à l’inverse de l’apoptose (type 1) qui est une mort de cellule isolée.
  • Le type 3 : La nécrose. C’est la mort prématurée et non programmée provoquée par des stress physiques ou chimiques. Dans ce cas, c’est l’assassinat de la cellule. La cellule va mourir prématurément suite à l’exposition à un produit toxique.
Image modifiée de R. Aburto et al. (2012)

Dans le cadre de la cosmétique, il est essentiel d’évaluer le potentiel toxique d’un produit afin d’éviter la nécrose des cellules. Sachez que ce n’est pas parce qu’un produit est naturel que cela signifie qu’il est non toxique pour la peau, ou tout autre organe ! En fonction de la concentration et du temps d’exposition d’un produit, des réactions allergiques ou des brûlures peuvent apparaître. Faites donc très attention quand vous fabriquez vous-même vos cosmétiques ou autres produits. L’eczéma, par exemple, est le résultat d’une nécrose des cellules due à l’exposition à des produits toxiques pour la peau.

Il faut correctement doser ces produits pour qu’ils soient inoffensifs. Les industriels sont donc confrontés à une batterie de tests règlementés par l’OCDE afin d’évaluer le potentiel toxique de chaque ingrédient actif composant un produit.  Il en est de même pour tout produit qu’il soit pharmaceutique, nutraceutique, agricole… la toxicité doit être testée.

Techniques d’analyses de la cytotoxicité d’ingrédients actifs

Il existe différentes techniques d’analyses pour évaluer le potentiel toxique (ou non) d’un composé. Ce sont des tests de viabilité cellulaire. Ces techniques se basent sur l’activité métabolique et également sur l’intégrité de la membrane cellulaire. Il existe de nombreuses analyses. Nous allons vous expliquer plus en détails les plus répandues :

MTT

C’est un test colorimétrique qui détermine le nombre de cellules vivantes dans un échantillon. Et comment cela est-il possible ? Dans les mitochondries, le sel de tétrazolium MTT est converti en formazan. Le MTT est jaune pâle alors que le formazan est un colorant violet. L’intensité de la couleur violette produite par le formazan est directement proportionnelle au nombre de cellules vivantes. Cette conversion n’est possible que si la cellule est vivante et que les mitochondries sont fonctionnelles.

WST-1

C’est un test colorimétrique qui est plus sensible que le MTT. Dans ce cas également, c’est la transformation du sel de tétrazolium-WST-1 en formazan qui va permettre la mesure de la coloration, reflet de l’activité métabolique des cellules en bonne santé.

Le rouge neutre

C’est aussi un test colorimétrique qui mesure le nombre de cellules vivantes. En effet, les cellules vivantes absorbent le rouge neutre dans leurs lysosomes (partie de la cellule qui sert de poubelle et de centre de recyclage 😉). Les cellules mortes n’absorbent pas le rouge. Dans le cas présent, il faut également que les lysosomes fonctionnent correctement.

Le cristal violet

Il s’agit du test colorimétrique qui est les plus couramment utilisé. Le cristal violet est un colorant qui se lie à des molécules de ribose (c’est du sucre 😉) qui constitue l’ADN. C’est une méthode efficace mais seulement pour les cellules qui sont adhérentes dans une boîte de culture.

LDH (Lactate déshydrogénase)

Contrairement aux analyses précédentes, celle-ci permet d’évaluer l’intégrité de la membrane cellulaire. Lorsque les cellules meurent, la membrane plasmique se retrouve avec plein de petits trous. Elle devient donc perméable. La lactate déshydrogénase (LDH) est une enzyme contenue dans la cellule. Lorsque celle-ci meurt, la LDH sort de la cellule par ces trous et se retrouve dans le milieu de culture. La quantité de LDH présente dans le milieu reflète, de manière proportionnelle, le nombre de cellules mortes.

En effet, la LDH permet de transformer le lactate en pyruvate. Pendant cette transformation, une deuxième transformation est associée : le NAD donne du NADH grâce à une réductase. Cette dernière génère de la luciférine, qui est convertie en un signal bioluminescent par une luciférase. Le signal luminescent généré est proportionnel à la quantité de LDH présente. Ceci est, donc, un test de bioluminescence (ça rejette de la lumière et non de la couleur) qui est plus précis et sensible que les tests colorimétriques classiques.

Elysia Bioscience et la cytotoxicité

Chez Elysia Bioscience, nous développons des tests de cytotoxicité afin d’accompagner nos clients dans l’évaluation de produits sûrs pour la santé et l’environnement. Nous réalisons des tests du type LDH qui sont précis, sensibles et rapides. Afin d’évaluer l’effet toxique sur le métabolisme, nous proposons de doser directement la production d’énergie cellulaire (ATP), par un test simple et efficace. En une seule expérience, nous pouvons évaluer l’activité métabolique (dosage de l’ATP) et l’intégrité de la membrane cellulaire (dosage LDH). Nous pouvons vous épauler ainsi dans le choix de la concentration optimale de vos ingrédients actifs en combinant efficacité et sécurité.

Prestation Cosmétique naturelle

Viabilité cellulaire

Tests de viabilité cellulaire par dosage de la production d’énergie (intégrité métabolique) et par mesure de la LDH (intégrité de la membrane cellulaire)

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