Une fois que les chercheurs de l'Eawag ont découvert ce dont les cellules de poisson avaient besoin et ce que le FBS semblait offrir, le défi suivant a consisté à remplacer les composants du FBS par des alternatives. L'équipe a soigneusement sélectionné des vitamines, des minéraux, des hormones, des facteurs de croissance et des lipides pour créer les conditions de croissance nécessaires, tout en minimisant les composants animaux lorsque cela était possible. Le processus était loin d'être simple, nécessitant plusieurs tentatives et des ajustements constants, et entraînant régulièrement des revers inattendus. "S'il y a une leçon que je tire de cette expérience, c'est que la véritable innovation dans le domaine scientifique se déroule rarement selon un calendrier fixe. Au lieu de cela, les plus grandes percées se produisent lorsque nous prenons le temps de remettre les choses en question, d'échouer et d'aller au-delà de notre propre expertise", réfléchit Jozef.

Une fois le nouveau milieu choisi, le test de résistance a suivi. "Nous avons habitué les cellules de poisson au nouveau milieu en réduisant la quantité de FBS à chaque changement de milieu, jusqu'à ce que les cellules puissent se développer sans FBS", explique-t-elle. Mais toutes les cellules n'ont pas eu droit à cette transition en douceur, comme le rapporte Jozef. L'autre méthode utilisée par Jozef et son équipe s'appelle "Sink or Swim". Elle consiste à transférer les cellules dans le nouveau milieu sans les habituer. A la grande joie de l'équipe, ces cellules ont également bien résisté. Ils ont néanmoins pu observer des différences. Les cellules qui ont été lentement habituées au nouveau milieu ont certes mis plus de temps à s'adapter, mais elles se sont ensuite développées plus rapidement après quelques divisions cellulaires. Alors qu'avec l'alternative "sink or swim", la croissance était certes rapide au début, mais elle s'est ensuite ralentie. Mais quelle que soit la méthode utilisée : Le nouveau milieu fonctionne !
 

Jozef et son équipe n'ont pas seulement démontré que le milieu fonctionne, mais aussi que les cellules branchiales ainsi cultivées peuvent être congelées dans de l'azote liquide et ressuscitées si nécessaire - un facteur important dans la recherche cellulaire. Jozef va maintenant tester ce nouveau milieu avec des cellules cérébrales de truites arc-en-ciel. "Nos résultats devraient encourager d'autres chercheurs à adapter notre procédé et éventuellement le milieu pour leurs propres lignées cellulaires", dit-elle, "ce qui constituerait un pas important vers une recherche sans animaux". De même, elle espère que l'industrie proposera prochainement davantage d'alternatives aux composants animaux pour les milieux. "Nous ne pouvons tester que ce qui est disponible sur le marché". En effet, à une exception près, tous les composants du nouveau milieu sont exempts d'ingrédients d'origine animale. Seule une protéine est encore d'origine animale : comme les cellules de poisson ont mal réagi aux alternatives lors des tests, le nouveau milieu contient encore de petites quantités d'albumine de sérum bovin (à ne pas comparer avec le FKS), car il est difficile pour les cellules de produire elles-mêmes cette protéine.

L'industrie, porteuse d'espoir

Ce qui est actuellement disponible sur le marché ne limite pas seulement les possibilités en laboratoire. Le nouveau milieu, que tout le monde peut désormais produire soi-même en laboratoire, a également un prix : par rapport au sérum fœtal de veau, les alternatives sont encore chères. Mais cela aussi va probablement changer. Jozef espère que les prix baisseront et que la demande augmentera. C'est surtout la recherche dans le cadre de la viande cultivée en laboratoire qui est ici un puissant moteur de nouveaux produits qui arrivent sur le marché et auxquels les chercheurs pourraient également avoir recours. Étant donné que le SCF est interdit dans l'industrie alimentaire, les cellules de la viande de laboratoire ne peuvent pas être cultivées dans un tel sérum. Ainsi, les entreprises concernées investissent fortement dans le développement d'alternatives sans sérum. L'équipe de l'Eawag a en tout cas montré que cela était possible.
 

Photo de couverture : Le nouveau milieu se passe du sérum obtenu à partir de fœtus de veaux (photo : Leonardo Biasio, Eawag).

A systematic approach towards long-term, serum-free cultivation of fish cells with the RTgill-W1 cell line as example Barbara Jozef, Zhao Rui Zhang, Hans-Michael Kaltenbach, Kristin Schirmer