Bio-AlteR^® : Culture Cellulaire Testiculaire en 3D

Spermatogenèse in vitro
Bio-AlteR^® est un système innovant de culture cellulaire en 3D de tubes séminifères. Il permet de réaliser la spermatogénèse in vitro. Ce procédé de culture reproduit les conditions physiologiques in vivo. Il assure le maintien (ou la reformation) de la barrière hémato-testiculaire et permet d’étudier les phases mitotiques et méiotiques ainsi que le début de la spermiogénèse. L’organisation tridimensionnelle des cellules permet de conserver la polarisation des cellules de Sertoli et la différentiation des cellules germinales. La barrière hémato-testiculaire est maintenue ce qui permet d’étudier le passage de molécules à travers. Bio-AlteR^® permet d’explorer la spermatogénèse ex vivo, il se situe à la frontière entre les techniques de culture cellulaire classique et les méthodes in vivo.

1 puit, 2 compartiments
Les cellules sont cultivées en chambre bicamérale. Ce système permet d’étudier l’impact de composés (substances chimiques, molécules ou médicaments) ajoutés dans le compartiment basal à la fois sur la barrière hémato-testiculaire et sur les cellules germinales en différentiation. Le compartiment basal imite ainsi le compartiment sanguin tandis que le compartiment apical reproduit la lumière des tubes séminifères. Le milieu de culture apical peut être analysé pour explorer les molécules libérées par les cellules et identifier des biomarqueurs spécifiques de la spermatogenèse en réponse ou non à une agression toxique.

L’efficacité et la fiabilité du système Bio-AlteR^® ont été démontré par l’évaluation d’un grand nombre de molécules telles que des perturbateurs endocriniens, des métaux lourds, des pesticides, des polluants ou autres Télécharger la liste des composés testés par Bio-AlteR^®]

Avantages expérimentaux

• Durée d’étude jusqu’à 4 semaines
• Cellules cultivées dans un milieu de culture sans sérum
• Possibilité de tester une substance sur les cellules germinales en cours de différentiation
• Le compartiment basal dans lequel sont ajoutées les molécules à tester reproduit le compartiment sanguin
• Evaluation à de faibles concentrations de toxiques («physiologiques»)
• Etude de la réversibilité des effets toxiques

Notre approche : “Physio-toxicologie” testiculaire

• Rechercher l’effet de la substance sur les cellules germinales en développement
• Tester des concentrations de substances (ou de ses métabolites) aussi proches que possible des  concentrations retrouvées dans les fluides biologiques 
• Rechercher les effets sur des cibles/paramètres/critères  pertinents 
• Pour chaque protocole d’étude penser: « physiologie »
• Rechercher les effets d'une substance toxique à différents moments du développement, si nécessaire
• Si des approches in vitro sont utilisées, vérifier que ces modèles sont cohérents/pertinents par rapport à la situation  in vivo  (physiologique)
• Afin d’éviter les résultats de type « faux négatif », les modèles expérimentaux utilisés doivent posséder une sensibilité qui leur permette de tester des concentrations de produits aussi proches que possible de celles présentes dans les fluides biologiques (Geoffroy-Siraudin et al., 2010,  2012; Perrard et al., 2013).
• Réciproquement, afin d’éviter les résultats de type « faux positif », il faut accorder une attention toute particulière aux concentrations qui sont testées expérimentalement, et ne pas travailler avec des doses « excessives ».

 Modification du nombre de cellules par population

• Viabilité cellulaire
• Quantification des 6 principales populations cellulaires

Intégrité de la barrière hémato-testiculaire

• Résistance trans-épitheliale [Télécharger la description de la mesure de TEER]
• Expression (ARNm ou protéine) des composants de la barrière hémato-testiculaire: Connexine 43, Claudin, N-Cadherin

 Détermination de l’index méiotique (rendement de méiose)

 Quantification de l’expression de gènes d’intérêt spécifique

• RT-qPCR: 6 principales populations cellulaires et composants de la barrière hémato-testiculaire

 Analyse peptidique des surnageants de culture et/ou des cellules

Bio-AlteR^® permet des comparaisons inter-espèces afin d’approfondir la compréhension des mécanismes pouvant être impliqués dans un effet testiculaire toxique.