Les conditions physico-chimiques
Il est primordial, lors de la culture de cellules in vitro, de bien contrôler les conditions physico-chimiques. Le milieu de culture est la composante la plus importante de l'environnement de la culture cellulaire, car il fournit les nutriments nécessaires, mais aussi parce qu'il fournit d'autres composants tels que le bicarbonate de sodium ou parfois le phénol rouge, pour aider à maintenir les conditions physico-chimiques indispensables.
Le pH
La majorité des lignées cellulaires normales de mammifères se développent correctement à un pH de 7,4, avec une très faible variabilité entre les différentes souches cellulaires. Par conséquent, et pour pouvoir contrôler le pH de l'environnement de la culture cellulaire, les milieux renferment des indicateurs de pH tels que le rouge de phénol, qui les protège également de la dégradation par les rayons UV.
Figure 1 : Les variations de couleur du rouge de phénol en fonction du pH.
Le CO2
Le milieu de croissance régule le pH de la culture et tamponne les cellules en culture contre les variations du pH. En règle générale, ce tamponnage est réalisé en ajoutant un tampon à base de CO2-bicarbonate. Le pH du milieu dépendant de l'équilibre délicat entre le dioxyde de carbone dissous (CO2) et le bicarbonate (HCO3-). Par conséquent, les variations du CO2 atmosphérique peuvent changer le pH du milieu. Il est donc nécessaire d'utiliser du CO2 exogène. La concentration la plus utilisée est de 5 % de CO2.
Figure 2 : L'équilibre entre le CO2 dissous et le HCO3- nécessaire pour maintenir le pH.
La température
La température optimale pour la culture de cellules dépend en grande partie de la température corporelle de l'hôte dont les cellules ont été isolées. Pour une croissance optimale, la plupart des lignées cellulaires d'humains et de mammifères sont maintenues à une température comprise entre 36 °C et 37 °C. Ce qui explique la nécessité de préchauffer les réactifs avant de les utiliser, afin d'éviter un choc thermique dans les cellules.
Toutefois, ces conditions d'ordre général peuvent varier en fonction du type de cellule. Il importe donc de bien connaître le type de cellule avec lequel on travaille pour éviter les phénotypes indésirables ou les cultures infructueuses.