La lyse d'E. coli par homogénéisation

Des vaccins oraux aux modulateurs immunologiques, les lysats bactériens, qui ont une vaste plage d'applications dans la recherche, le développement et l'analyse biotechnologiques et pharmaceutiques, sont largement utilisés dans les industries des sciences de la vie. Différentes méthodes permettent de préparer des lysats cellulaires à partir de cellules d'Escherichia coli (E. coli), entre autres, la sonication, l'homogénéisation, la lyse enzymatique et la congélation/trituration.

Les homogénéisateurs sont, toutefois, les appareils les plus couramment utilisés pour la lyse de grandes quantités de bactéries. Une suspension cellulaire est pompée à travers l'étroite lumière d'un clapet d'homogénéisation à haute pression ; elle est ensuite soumise à une pression soudaine qui entraîne une expansion instantanée qui résulte en une turbulence et un cisaillement liquide qui, combinés à la haute pression, brisent les cellules.

Le principal facteur de rupture dans ce procédé est la pression appliquée à l'échantillon et la baisse de pression successive à travers le clapet. Le résultat est un choc et une contrainte de cisaillement qui génèrent la dislocation des cellules de manière proportionnelle à la pression exercée.

Comparée à d'autres méthodes, l'homogénéisation est à la fois économique et efficace, et offre des pourcentages de rupture cellulaire plus élevés. Les homogénéisateurs modernes de GEA sont capables de fonctionner en continu, ce qui permet de traiter de grandes quantités de cellules à des pressions de fonctionnement élevées et élimine le besoin d'ajouter de la désoxyribonucléase (ADNase) à la suspension cellulaire.

Dans les applications types, les pressions atteignent 600 à 1000 bars avec un homogénéisateur à un étage ; plusieurs passages (2 à 3) sont en général nécessaires pour obtenir une lyse adéquate. Il faut aussi noter que les pressions de traitement élevées entraînent une hausse des températures de fonctionnement. Les cellules doivent, par conséquent, être refroidies (à 4°C) avant l'utilisation pour éviter toute inactivation des protéines par formation de mousse.

Des fermenteurs, des séparateurs, des décanteurs et la technologie de filtration tangentielle pour le traitement délicat des cultures cellulaires fragiles sont aussi disponibles chez GEA. Nous sommes conscients qu'un traitement attentif des micro-organismes vivants, la stérilité et l'efficacité sont des conditions préalables essentielles pour obtenir des procédés économiques, fiables et efficaces.