Les milieux de cryoconservation sans sérum sont des formulations spécialement conçues pour préserver les cellules et les tissus à des températures extrêmement basses, sans utiliser de sérum d’origine animale ou humaine. Les protocoles traditionnels de cryoconservation reposent sur l’utilisation de sérum fœtal bovin (FBS), généralement à des concentrations comprises entre 20 et 90 %, associé à 5 à 10 % de diméthylsulfoxyde (DMSO). Toutefois, le FBS soulève d’importantes difficultés sur les plans scientifique, réglementaire et éthique : sa composition varie considérablement d’un lot à l’autre, il présente des risques de contamination par des virus, des prions et des mycoplasmes, et contient des facteurs bioactifs non caractérisés susceptibles d’influencer de manière imprévisible la physiologie cellulaire. Les milieux de cryoconservation sans sérum permettent de remédier à ces limitations en remplaçant le sérum par des composants définis ou semi-définis, qui assurent une protection cryogénique, un soutien osmotique et une stabilisation membranaire, sans les inconvénients associés aux matériaux d’origine animale.
Applications
Les milieux de cryoconservation sans sérum sont particulièrement importants pour la fabrication de produits de thérapie cellulaire et génique, domaine dans lequel les exigences réglementaires imposent des systèmes de production à composition définie et exempts de composants d’origine animale. Le transfert rapide des thérapies à base de cellules immunitaires vers la pratique clinique nécessite des stratégies de cryoconservation permettant de préserver la viabilité cellulaire après décongélation ainsi que l’intégrité fonctionnelle des cellules. Les formulations conventionnelles contenant du sérum et 10 % de DMSO peuvent induire des lésions cryogéniques en perturbant l’intégrité membranaire, en modifiant les voies de signalisation des cytokines et des chimiokines et en réduisant les fonctions effectrices des cellules immunitaires. Ces effets délétères, associés aux contraintes en matière de sécurité, de réglementation et de mise à l’échelle de la production, limitent la fabrication à grande échelle et l’administration directe des produits cellulaires aux patients.
Des formulations de cryoconservation personnalisées, conformes aux bonnes pratiques de fabrication (BPF/GMP), sans sérum, à faible teneur en DMSO et enrichies en agents osmoprotecteurs ont été évaluées comme solutions alternatives viables. Des stratégies de cryoprotection adaptées à chaque type cellulaire ont ainsi été optimisées : les cellules NK (cellules tueuses naturelles) bénéficient de formulations à faible teneur en DMSO, supplémentées en tréhalose, qui préservent l’expression de la granzyme B et de la perforine ainsi que la sécrétion d’IFN-γ et de TNF-α ; les lymphocytes T à récepteur antigénique chimérique (CAR-T) maintiennent la signalisation du récepteur des lymphocytes T (TCR) et la production d’IL-2 et d’IFN-γ dans des milieux sans sérum enrichis en proline ; enfin, les cellules dendritiques conservent leur capacité de sécrétion d’IL-12 et d’IL-10 ainsi que l’expression des molécules de costimulation dans des formulations CryoStor à faible teneur en DMSO et supplémentées en antioxydants.
