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des thèses françaises
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Etude de la cinétique et de l'amplitude de stress thermique froid sur différents modèles cellulaires : influence de la cristallisation sur la viabilité cellulaire
| Auteur / Autrice : | Frédéric Dumont |
| Direction : | Patrick Gervais, Pierre-André Maréchal |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Sciences de l'alimentation. Génie des procédés |
| Date : | Soutenance en 2005 |
| Etablissement(s) : | Dijon |
Mots clés
Résumé
L'objectif de ce travail est d'analyser la mortalité cellulaire au cours de la congélation en intégrant la vitesse de refroidissement. Après le développement de techniques de refroidissement sur une gamme de vitesses s'étendant de 5 à 30000°C/min. , la viabilité cellulaire a été déterminée, puis le volume des cellules a été mesuré par analyse d'image et microscopie électronique après cryosubstitution. Enfin les milieux de congélation ont été caractérisés par analyse enthalpique différentielle. Ce travail a été mené essentiellement sur S. Cerevisiae et a été confirmé en utilisant d'autres modèles cellulaires : levure (C. Utilis) , bactéries (E. Coli, L. Plantarum) et cellules humaines (cellules leucémiques, globules rouges). Il a été montré que la cristallisation de l'eau est à l'origine de la mort des cellules : (i) Pour des vitesses de refroidissement allant jusqu'à 1800°C/min, la cristallisation est exclusivement extracellulaire, ce qui entraîne une déshydratation des cellules. La forte viabilité cellulaire mesurée dans cette gamme de vitesse de refroidissement correspond à une vitesse de déshydratation optimale. (ii) ) Pour des vitesses de refroidissement supérieures à 1800°C/min, une cristallisation se produit dans la cellule. Celle-ci est léthale si elle coïncide avec des mouvements d'eau transcellulaire. Pour des vitesses de refroidissement ultrarapides qui induisent de très faibles variations de volume cellulaire par la cristallisation et/ou vitrification quasi-instantanée des cellules, la viabilité cellulaire est préservée. Dans ce cas, la vitesse de réchauffement doit être optimisée afin d'éviter la recristallisation intracellulaire et préserver la survie cellulaire.