le sérum fœtal bovin (FBS) est la fraction liquide du sang coagulé des veaux fœtaux, appauvri en cellules, en fibrine et en facteurs de coagulation, mais contenant un grand nombre de facteurs nutritionnels et macromoléculaires essentiels à la croissance cellulaire. L’albumine sérique Bovine est le composant principal du SCF. Les facteurs de croissance dans FBS sont essentiels pour le maintien et la croissance des cellules cultivées . FBS contient également une variété de petites molécules comme les acides aminés, les sucres, les lipides et les hormones.
FBS est utilisé dans un large éventail d’applications., L’une des principales utilisations de FBS est dans la culture de cellules eucaryotes, avec des concentrations allant jusqu’à 20% ou même plus, où il fournit de nombreux nutriments essentiels et des facteurs de croissance qui facilitent la survie et la prolifération des cellules. Cependant, il est important de noter que le FBS dans les cultures de cellules humaines peut introduire des artefacts de recherche; les cellules humaines cultivées avec des sérums humains se comportent différemment de celles cultivées avec le FBS ., Le FBS est également employé dans la recherche, la fabrication, et le contrôle des vaccins humains et vétérinaires et des drogues de biotechnologie, et employé pour arrêter la digestion de trypsine ou pour servir de protecteur dans la cryoconservation . Les milieux de culture cellulaire sans sérum sont utilisés depuis de nombreuses années. Le sérum bovin fœtal pourrait ne pas être le meilleur supplément pour la culture cellulaire. Par exemple, l’albumine sérique bovine associée au sélénite insuline-transferrine-sodium et/ou au facteur de croissance épidermique dans un milieu de culture améliore la qualité de l’embryon bovin et l’invasion des trophoblastes par rapport au sérum fœtal bovin .
le sérum fœtal contient plus de facteurs de croissance et a une teneur inférieure en gamma globuline (c’est-à-dire en anticorps) et en sérum non fœtal. Ceux-ci sont importants parce que les facteurs de croissance facilitent la survie et la prolifération des cellules tandis que les anticorps pourraient se lier aux cellules en culture. En outre, le sérum fœtal contient des niveaux plus faibles de protéines du complément (compléments) que ceux des adultes ou des nouveau-nés. Ces compléments ont les effets indésirables de lyser les cellules en culture et d’interférer avec les immunoessais.
Le sérum et le plasma sont tous deux dérivés du sang total en utilisant la centrifugation pour éliminer les composants, y compris les globules rouges. La différence entre le plasma et le sérum est que les protéines de coagulation sont présentes dans le plasma mais ont été éliminées du sérum. Le Plasma est généralement préparé en ajoutant des anticoagulants au sang avant la centrifugation, mais les protéines de coagulation ne sont pas éliminées. Le sérum est préparé en permettant au sang de coaguler avant la centrifugation ou par centrifugation extensive/progressive. Ainsi, le fibrinogène et les protéines associées à la coagulation ne sont pas présents dans le sérum.,
chez l’homme, les 22 protéines suivantes représentent 99% de la teneur totale en protéines du sérum et du plasma: albumine, IgG total, transferrine, fibrinogène, IgA total, alpha-2-macroglobuline, IgM total, alpha-1-antitrypsine, complément C3, haptoglobuline, Alpha-1-glycoprotéine acide, apolipoprotéine-B, apolipoprotéine-A1, lipoprotéine (a), Facteur H, céruloplasmine, complément C4, facteur de complément b, pré-albumine, complément C9, complément C1Q et complément C8 . Le 1% restant comprend des centaines de protéines., La protéine sérique la plus abondante, l’albumine, à 50 mg/ml, comprend environ la moitié de la masse protéique totale .
L’Association Internationale de L’industrie du sérum (ISIA; www.serumindustry.org), une organisation commerciale de fournisseurs de sérum, a établi des lignes directrices pour la normalisation du contrôle de la qualité. Ces lignes directrices exigent que les tests suivants soient effectués à l’aide de méthodologies spécifiques, et les résultats des tests doivent être disponibles sous forme de certificat D’analyse (Tableau 1).,h>Test
bactéries et champignons – test de stérilité
mycoplasmes
agents cytopathiques – test viral
agents hémadsorbants – test viral
diarrhée virale du virus bovin – test viral
mesure du pH
osmolalité
protéine totale, déterminée par la méthode biuret
endotoxine
hémoglobine
schéma électrophorétique
tests de performance, tels que la culture de cellules souches
immunodiffusion radiale
immunoglobuline
gamma-glutamyl transférase (GGT)
tableau 1., Exigences minimales pour les tests sériques.
les endotoxines, également appelées lipopolysaccharides (LPS) ou lipoligosaccharides (LOS), proviennent des membranes externes des bactéries Gram-négatives et contribuent aux manifestations cliniques d’une variété de bactéries gram-négatives pathogènes. In vivo, les endotoxines induisent la fièvre et la réponse inflammatoire tandis qu’en culture cellulaire, elles introduisent une variation des réponses cellulaires.
les niveaux D’endotoxines sont mesurés par le test de lysat d’amébocytes de limulus (Lal)., Les amébocytes sont analogues aux globules blancs chez les vertébrés et Lal est préparé à partir du sang de Limulus polyphemus (American horseshoe crab; Figure 1). LAL est très sensible aux endotoxines et coagule en présence d’une quantité infime d’endotoxine. L’état de conservation du crabe fer à cheval américain a été évalué et discuté dans la culture populaire . Bon nombre des populations de crabes du fer à cheval sont à risque et il faut donc veiller à les protéger contre la perte.
Nous discutons ci-dessous de certains sérums de spécialité couramment utilisés. Les préparations sériques dédiées à des sujets de recherche spécifiques, tels que le sérum déficient en lipoprotéines de Kalen Biomedical pour la recherche sur le cholestérol , ou pour des systèmes d’expression génique spécialisés, tels que le sérum fœtal bovin criblé de tétracycline , ne sont pas discutées.
Le FBS régulier contient un grand nombre de vésicules extracellulaires, dont certaines sont des exosomes ., Lors de la recherche d’exosomes avec des cellules en culture, il est essentiel d’utiliser FBS sans exosomes. Cependant, il est important de savoir que le FBS appauvri en exosomes peut affecter et soutenir la croissance cellulaire différemment du FBS régulier . Les FBS appauvris en exosomes peuvent être achetés directement auprès de plusieurs fournisseurs commerciaux, ou préparés par ultracentrifugation ou ultrafiltration, bien que les effets des processus d’appauvrissement et/ou des sources commerciales puissent ne pas être cohérents en termes de croissance cellulaire et de physiologie .,
D’autres composants de FBS peuvent être épuisés, selon les exigences expérimentales. Par exemple, Galmozzi A et al ont appauvri l’hème du FBS avec de l’acide ascorbique .
un traitement courant de FBS est l’inactivation thermique, où FBS est chauffé à 56°C pendant 30 minutes dans un bain d’eau avec des secousses occasionnelles. Le but est d’inactiver tous les composants du système du complément présents dans le FBS et d’autres inhibiteurs potentiels inconnus de la croissance cellulaire., Auparavant, l’inactivation thermique était également destinée à éliminer la contamination par les mycoplasmes, ce qui n’est plus un problème puisque tous les produits sériques sont maintenant filtrés à travers des pores suffisamment petits pour éliminer les mycoplasmes. Il convient de noter que l’inactivation thermique peut également avoir des effets indésirables, tels que la réduction de la capacité des cellules cultivées à se fixer aux surfaces .
plusieurs fournisseurs ont exhorté les utilisateurs à ne pas inactiver le FBS par la chaleur pour la plupart des besoins en culture cellulaire., Dans chaque cas, il est conseillé d’évaluer le besoin d’inactivation thermique dans une application particulière, car différentes cellules ont des réponses différentes à l’inactivation thermique du FBS .
de plus, comme tous les autres protocoles en ce qui concerne FBS, le processus d’inactivation thermique doit être fait avec précaution, car une température trop élevée ou un chauffage prolongé inactivera les facteurs de croissance et générera des précipités.
HY Chew et autres ont maintenu A431, HCC1569, MCF7, MDA-MB-231, MDA-MB-468, SCC25, SKBR3, T47D, RENCA et CT26.Lignées cellulaires en poids dans des milieux avec 10% (v/v) de FBS inactivés par la chaleur ., Freeman SA et al ont utilisé des FBS inactivés par la chaleur tout au long de leur étude sur les macrophages . Aikawa T et al. ont cultivé des cellules gliales primaires de souris sur des flacons revêtus de Poly-D-lysine dans du DMEM contenant 10% de FBS inactivés par la chaleur à partir de MilliporeSigma (F2442) . Feldman D et al ont cultivé des cellules HEK293FT dans du DMEM additionné de sérum fœtal bovin inactivé à la chaleur de Seradigm (97068-085) et de cellules A549, HCT116, HT1080, A375 avec du sérum fœtal bovin inactivé à la chaleur de Sigma (F4135) pour évaluer des écrans poolés optiques ., Kulkarni S et al ont maintenu des cellules Hut-78 avec du sérum fœtal bovin inactivé par la chaleur d’Atlanta Biologicals .
Le charbon actif peut se lier aux molécules lipophiles et a donc été utilisé pour éliminer les hormones telles que l’androgène, l’estradiol, la progestérone, le cortisol, la testostérone, la triiodothyronine (T3) et la thyroxine (T4) du FBS. Ces hormones lipidiques sériques ont tendance à interférer avec les systèmes d’immunoessai et les méthodes de dosage de l’insuline. L Zhao et al ont mesuré la croissance des cellules tumorales dans des milieux de culture complétés par du sérum dépouillé de charbon de bois à 10%.,
La dialyse peut éliminer toutes les molécules dont le poids moléculaire est inférieur à 10 000 MW de FBS. Cela inclut les molécules polaires et non polaires. Les Hormones, les cytokines, le glucose, les acides aminés et bien d’autres sont éliminés. La dialyse élimine également les antibiotiques et autres molécules exogènes dans FBS.
Le FBS dialysé de Thermo Fisher Scientific a été utilisé dans la culture d’adénocarcinome canalaire pancréatique pour L’étude silac mass spec et d’autres études SILAC , et dans la culture de cellules HeLa avec l’analogue met l-AHA pulse-chase pour la détection de la chimie du clic de protéines à longue durée de vie .,
l’irradiation Gamma peut être une partie du processus de stériliser FBS. FBS est généralement filtré à travers des filtres 0.1 um plusieurs fois pour éliminer les micro-organismes. L’irradiation Gamma peut inactiver les virus couramment présents chez les espèces bovines. Cependant, certaines espèces virales, telles que parvovirus, sont résistantes à l’irradiation gamma.
bien que FBS ait une teneur en IgG assez faible, même ce niveau peut être trop élevé pour certaines applications. Le niveau D’IgG peut être considérablement réduit davantage par chromatographie de capture., Le FBS à faible IgG est utilisé pour la production d’anticorps, la synthèse de protéines recombinantes et d’autres applications.
la culture de cellules Souches a des exigences strictes en termes de facteurs de croissance. Certains des facteurs de croissance présents dans FBS favorisent la différenciation des cellules souches. Plusieurs entreprises proposent des cellules souches embryonnaires qualifiées FBS destinées à maintenir des cellules souches indifférenciées. Cependant, il est important de tester des lots spécifiques de FBS pour leur applicabilité dans le maintien de la pluripotence/totipotence de différents types de cellules souches., Thermo Fisher fournit des cellules souches embryonnaires qualifiées FBS, comme, par exemple, utilisé dans la culture cellulaire e14tg2a souris ES par Yasuda s et al.
les Grands bovins pays sont les principaux fournisseurs de FBS. Les pays comprennent les États-Unis, L’Australie, La Nouvelle-Zélande, le Canada, plusieurs dans les Amériques du Sud et centrale.
la production et la collecte des produits sériques sont réglementées par les agences gouvernementales. FBS est étiqueté comme USDA-Grade ou de qualité européenne., Les FBS de qualité USDA peuvent être importés dans n’importe quel pays exempt d’encéphalopathie spongiforme bovine et de fièvre aphteuse, tandis que les FBS de Qualité Européenne peuvent être vendus dans la plupart des pays européens et asiatiques.
Le FBS est mieux conservé congelé, entre -5 et -20°C, et peut être décongelé à une température comprise entre 2 et 8°C. Il est souvent utile d’aliquoter et de congeler le sérum en petites portions, souvent des tubes de 50 ml, pour éviter de nombreux cycles de congélation et de décongélation. Parfois, certaines aliquotes de FBS restent dans un liquide à des températures glaciales., Cela est dû à l’absence d’un centre de nucléation (particules) pour que la cristallisation (congélation) commence. Si vous feuilletez simplement les tubes avec votre doigt, ils se solidifient généralement presque instantanément.
Il est courant d’avoir un précipité après décongélation. Les précipités, probablement dus à la dénaturation de certaines protéines sériques, peuvent être éliminés par une brève centrifugation, ce qui n’affecte généralement pas la qualité du sérum.
de nombreux fournisseurs fournissent à FBS différentes qualités, pays d’origine et traitement., FBS, lui-même, est un mélange complexe, et la variabilité entre les différents grades, fournisseurs et lots est à prévoir. Il est donc essentiel de mettre en place un processus de sélection et d’évaluation des FBS. C’est une bonne idée d’examiner la littérature pour déterminer comment une sélection particulière de FBS a déjà été utilisée dans des recherches similaires, ou pour la même culture cellulaire et d’accorder une attention particulière à la variation potentielle de lot à lot dans le FBS. Pour aider à cela, Labome a mené une enquête sur l’utilisation de FBS à partir de publications scientifiques, discutées ci-dessous, pour aider nos visiteurs à sélectionner le FBS le plus approprié.,
Labome examine la littérature pour les matériaux utilisés. Ici, les publications qui ont cité le sérum fœtal bovin sont résumées. Les publications sont un sous-ensemble aléatoire de plus de 10 000 publications.
Les principaux fournisseurs de FBS sont Life Technologies (qui fait maintenant partie de Thermo Fisher Scientific), Thermo Fisher Scientific Hyclone (qui fait maintenant partie de GE LifeScience) et MilliporeSigma (Tableau 2).
Life Technologies est une société mondiale de biotechnologie dont le siège social est à Carlsbad, en Californie., Il est formé en 2008 avec la fusion de Invitrogen Corporation et Applied Biosystems Inc. Beaucoup de leurs produits sont sous la marque Gibco. Ils fournissent des produits de culture cellulaire, tels que le milieu de culture cellulaire, le FBS et d’autres réactifs pertinents. La société a fusionné avec Thermo Fisher Scientific en 2014.
Le FBS de Life Technologies a été utilisé pour étudier le nucléole en tant qu’entité de contrôle de la qualité des protéines séparées par phase dans les cellules HEK293T et HeLa ., Pandolfini L et al ont cultivé des cellules HEK293T et A549 dans du DMEM additionné de 10% de Gibco FBS (10270-106) et des cellules Caco-2 dans le milieu essentiel minimum D’Eagle additionné de 20% de Gibco FBS (10270-106) . Les cellules HEK293T sont assez souvent maintenues avec 10% de sérum fœtal bovin de Thermo Fisher .
GE Healthcare Hyclone FBS est largement utilisé. De Cecco M et al l’ont utilisé à 15% pour maintenir les fibroblastes sénescents LF1, IMR-90 et WI-38 dans les milieux F-10 de Ham ., Nicetto D et al ont utilisé Hyclone FBS (SH30071) pour mettre fin à la digestion de la trypsine et maintenir les cellules embryonnaires . Laflamme C et al ont maintenu des cellules HEK-293 dans le DMEM à haute teneur en glucose de GE Healthcare (SH30081.01) contenant 10% de sérum de veau bovin de GE Healthcare (SH30072.03) .
Frohner IE et al ont maintenu des cellules Neuro-2a (N2a) et Cos-7 de la Collection de culture de type américain dans le DMEM contenant 10% de FBS de Bovogen, France . Laflamme C et al. ont cultivé des cellules U2OS dans du DMEM à haute teneur en glucose contenant 10% de sérum fœtal bovin sans tétracycline de Wisent (081150) . Dong JX et al ont maintenu des cultures primaires d’hippocampe sur Matrigel de Corning avec 5% de sérum fœtal bovin D’Atlanta Biologicals (S11550) ., Lee a et al ont cultivé des myoblastes C2C12 murins avec du DMEM additionné de 10% de sérum fœtal bovin de VWR (89510-186) . Zhao N et al ont cultivé des cellules U2OS d’ATCC (HTB-96) dans un milieu DMEM avec 10% (v/v) de sérum fœtal bovin D’Altas Biologicals . Liu X et al ont cultivé des cellules murines 4T1 dans du Dmemsupplémentées de 10% de sérum fœtal bovin provenant de Biochrom .