DebrisIndex™

DebrisIndex™ est un outil de surveillance des cycles de production, qui vous fournit une mesure de la quantité de débris dans votre culture, par rapport à la concentration de vos cellules. Cet outil est une fonctionnalité du NucleoCounter^® NC-202™ et du logiciel NC-View™ qui l’accompagne.

Intégrez DebrisIndex™ comme paramètre supplémentaire dans votre processus de production afin de vous aider à prendre des décisions clés : À quel moment faire passer votre culture cellulaire à l’étape suivante du processus de production ? En plus de vous fournir des mesures de la concentration cellulaire, des cellules vivantes et mortes, DebrisIndex™ vous indique le degré d’aptitude de votre culture cellulaire en bioréacteur.

Les compteurs de cellules automatisés conventionnels distinguent généralement mal les cellules vivantes du matériel cellulaire non viable tel que les corps apoptotiques ou les cellules dénucléées. Ce matériel cellulaire est comptabilisé dans le total des cellules car, d’un point de vue morphologique, il peut ressembler à des cellules intactes, ce qui entraîne une surestimation du nombre total de celles-ci.

DebrisIndex™ repose sur l’exploitation de puissants colorants cellulaires, l’acridine orange (AO) et le 4′,6-diamidino-2-phénylindole (DAPI), qui colorent respectivement le matériel cellulaire et les noyaux des cellules mortes. Le compteur de cellules automatisé NucleoCounter^® NC-202™ accompagné de son logiciel NC-View™, enregistre et analyse les intensités de coloration pour vous fournir trois mesures : celles des cellules viables, des cellules mortes et des débris. De plus, il vous permet de visualiser plusieurs paramètres utiles : la viabilité de la culture cellulaire, la concentration cellulaire, la taille des cellules (diamètre), le pourcentage d’agrégation et la mesure fournie par DebrisIndex™.

Supposons qu’une culture cellulaire compte un total de neuf cellules, comme illustré à titre d’exemple dans le diagramme. En fonction de la méthode de numération cellulaire utilisée, ces cellules pourraient être analysées comme quatre cellules viables (représentées par des noyaux jaunes) et deux cellules mortes. L’analyse du même échantillon avec d’autres algorithmes informatiques livrerait les résultats suivants : cinq cellules mortes (parce qu’ils comptabiliseraient le noyau gris et toutes les cellules de forme irrégulière). Prendre des débris pour les cellules mortes entraînera un nombre de cellules plus élevé même si la viabilité de votre culture cellulaire est faible. Lorsqu’il procède à l’analyse des cellules non viables,

NucleoCounter^® NC-202™ vous fournit des résultats plus détaillés, car il comptabilise une cellule morte (représentée comme la cellule de forme ronde, avec un noyau gris) et quatre débris (les cellules de forme irrégulière), ce qui correspond à une mesure de DebrisIndex™ de 80 (= somme des débris/nombre total de cellules × 100).

En conclusion, le NucleoCounter^® NC-202™ définit les cellules viables et mortes de manière plus précise en établissant une distinction entre a) les noyaux cellulaires viables intacts ; b) les noyaux de cellules mortes et c) les débris, c’est-à-dire tout le matériel qui ressemble à une cellule mais ne possède pas de noyau intact.

Vous obtiendrez des résultats plus fiables en séparant les cellules mortes des corps apoptotiques et autres débris cellulaires ressemblant à des cellules. Le DebrisIndex™ vous fournit une mesure de l’aptitude et des performances globales de votre culture cellulaire. Le DebrisIndex™ peut donc vous conférer un avantage en vous donnant accès à un paramètre supplémentaire qui vous aidera à déterminer le moment optimal pour faire passer votre culture cellulaire à l’étape suivante lors du processus de production.

Culture de cellules HEK293 dans des conditions de famine

Une culture de cellules HEK293 est le meilleur moyen d’illustrer l’utilité du DebrisIndex™. De fait, elle montre une augmentation du nombre de cellules mortes  et une corrélation des données fournies par DebrisIndex™ avec une diminution du nombre de cellules viables. Ces résultats indiquent que la culture cellulaire a atteint son niveau de croissance optimal et que la concurrence pour les nutriments, ainsi que la présence de débris cellulaires, inhibent la croissance ultérieure des cellules.

Le diagramme illustre le développement du nombre de cellules viables et mortes et les données fournies par DebrisIndex™ dans le cadre d’une culture continue d’une lignée cellulaire HEK293F pendant 18 jours, dans des conditions de famine.

La mesure DebrisIndex™ peut également être utilisée dans le cadre de cultures cellulaires à haute viabilité. La densité de culture de cellules CHO augmente jusqu’à ce qu’un état d’équilibre soit atteint au bout de huit jours de culture. Le nombre de cellules mortes augmente lentement tout au long de la période de culture mais reste faible en raison de bonnes conditions de culture. Les données mesurées par DebrisIndex™ ne sont détectables qu’au douzième jour, moment auquel le nombre de cellules mortes augmente lentement, ce qui indique que la densité cellulaire a atteint sa capacité maximale et que les cellules commencent à se décomposer, phénomène mis en évidence par l’émergence de débris.

Le diagramme illustre l’évolution du nombre de cellules viables et mortes, ainsi que celle des données fournies par DebrisIndex™ dans le cadre d’une culture d’une lignée cellulaire CHO pendant 14 jours, en bioréacteur (culture en mode fed-batch).

Si le modèle de croissance d’une culture cellulaire est bien défini, DebrisIndex™ peut être utilisé pour détecter les infections par des levures. Un décalage temporel ou d’importantes fluctuations de la mesure DebrisIndex™ dans les cycles de production normalisés indiqueront une accumulation irrégulière de débris, laquelle peut provenir de la contamination de la culture cellulaire, ce qui nécessitera d’effectuer une enquête plus approfondie pour en déterminer la cause. Au contraire, lorsque votre mesure DebrisIndex™ présente une structure minimale et régulière, cela vous garantit le succès de votre processus de production.