Préparation des échantillons pour le stockage cryogénique à long terme
Comment les congélateurs à débit contrôlé peuvent-ils être utilisés pour préparer des échantillons et des thérapies en vue d’un stockage cryogénique à long terme?
Le terme « cryoconservation » est dérivé du mot grec kryos, qui signifie froid. En pratique, la cryoconservation est une méthode permettant de conserver des échantillons biologiques dans un état vitrifié.
La congélation rapide empêche la formation de cristaux de glace en refroidissant l’échantillon jusqu’à la phase de glace amorphe, tout en contournant la phase de glace hexagonale. Les températures de cryoconservation étant très basses, l’eau contenue dans les cellules d’un échantillon est vitrifiée ou éliminée par osmose et par arrêt des processus métaboliques.
Avantages de la cryoconservation des échantillons :
- Réduction du risque de contamination microbienne ou de contamination croisée
- Moins de risques de changements morphologiques et/ou génétiques
- Les techniques sont bien établies et les méthodes et résultats sont bien documentés
La cryoconservation est efficace, mais pas sans problème. Les chercheurs doivent déterminer les conditions optimales pour la viabilité et la récupération de leurs échantillons.
Quelles sont les phases de congélation?
Les directives de l’ISBER indiquent que la cryoconservation au LN2 est optimale pour le stockage à long terme des spécimens. Ces systèmes permettent un stockage en dessous de la température de la phase de transition vitreuse de -132 °C. Dans ce cas, le terme « verre » fait référence à un liquide trop froid pour couler.
La nucléation est le début du passage de la phase liquide à la phase cristalline Elle implique la séparation progressive de la glace de la partie non gelée de la solution. La concentration en soluté augmente lorsque l’eau se sépare en glace. Ce changement est également associé à un changement d’énergie. L’augmentation localisée de la température est appelée chaleur latente de fusion, qui évolue lorsque la solution atteint le point de congélation d’équilibre.
Meilleures pratiques
Si le stockage en dessous de la température de transition vitreuse est important, il est tout aussi important de préparer correctement les échantillons pour le stockage à très basse température. Lorsque la vitesse de congélation d’un échantillon est contrôlée par paliers, elle favorise une plus grande viabilité cellulaire lorsque l’échantillon est retiré de son état de congélation cryogénique.
La International Society for Biological and Environmental Repositories (ISBER) publie The ISBER Best Practices: Recommendations for Biorepositories Fourth Edition, qui propose des directives pour la préservation des échantillons. En 2019, le document ISBER Best Practices Addendum: Liquid Nitrogen-Based Cryogenic Storage of Specimens a également été publié.
Ces directives comprennent les pratiques les plus efficaces, fondées sur des preuves ou sur un consensus, pour gérer la collecte, le stockage à long terme, la récupération et la distribution des spécimens biologiques et environnementaux et favoriser la disponibilité de spécimens de recherche de haute qualité.
Congélateurs contrôlés par paliers Thermo Scientific CryoMed
Les congélateurs contrôlés par paliers permettent de réduire le stress subi par les échantillons pendant les processus de congélation et de vitrification.
Les congélateurs contrôlés par paliers CryoMed ont six profils de congélation réglés en usine et les utilisateurs peuvent créer jusqu’à 14 profils personnalisés. Pour les échantillons et les thérapies, les utilisateurs de CryoMed peuvent profiter d’un nouveau profil prédéfini dont la température finale est de -140 °C.
Ce profil, appelé Pre-Set Profile #3, contrôle la congélation de l’échantillon à travers la phase de transition vitreuse (lorsque la glace amorphe peut se former). Il crée un taux de refroidissement de 1 °C/minute de la nucléation à -45 °C et un taux de refroidissement de 10 °C/minute jusqu’à la température finale de -140 °C. Il est couramment utilisé pour les cellules souches hématopoïétiques dans des volumes de 65 à 100 ml.
Stockage à long terme des échantillons
Choisissez parmi deux plateformes de congélation cryogénique LN2 pour le stockage à long terme des échantillons :
- Réservoirs de stockage LN2 à haut rendement Thermo Scientific CryoExtra
- Dispositifs de stockage LN2 Thermo Scientific CryoPlus
Pour choisir la bonne plateforme, il faut tenir compte du nombre d’échantillons à stocker et de l’utilisation d’azote liquide ou d’azote liquide en phase vapeur.
- CryoExtra est préférable pour plus grand nombre d’échantillons stockés en phase vapeur; quatre options de capacité permettent de stocker entre 19 500 et 93 000 flacons (2 ml)
- CryoPlus est préférable pour un nombre réduit d’échantillons et permet le stockage en phase liquide ou vapeur; la capacité des flacons de 2 ml varie de 6318 à 39 000
Les congélateurs à vitesse contrôlée Thermo Scientific CryoMed, utilisés en combinaison avec les plates-formes CryoExtra ou CryoPlus, offrent une solution de flux de travail pour les laboratoires ou les banques de tissus biologiques avec une préparation fiable des échantillons et un stockage cryogénique.
