Physiologie, cinétique et modélisation de cultures de cellules végétales en suspension : comparaison de cultures discontinues et continues : influences de l'environnement sur l'activité cellulaire

Physiology, kinetic and modelization of plant cell suspension cultures comparison of fed-batch and continuous culture modes influences of the culture conditions on cellular activity

• Auteur / Autrice : Nicolas Steward
• Direction : Jean-Marc Engasser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies et industries alimentaires
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules végétales -- Croissance

Luzerne

Cultures cellulaires

Mots clés libres

Culture en suspension

Multiplication cellulaire

Milieu de culture

Activité enzymatique

Viabilité

Suspension culture

Cell proliferation

Culture medium

Enzyme activity

Viability

Résumé

La présente thèse a pour objectif d'améliorer les connaissances sur la production de biomasse par la culture de cellules végétales en suspension, en prenant une souche modèle de luzerne (Medicago sativa). En premier lieu sont comparés des modes de culture discontinus et continus par leurs productivités en biomasse brute et leurs coûts industriels. Une seconde approche évalue l'impact de différents milieux de culture sur les paramètres cinétiques comme la croissance, le décès et la consommation des substrats. Pour cela est effectué un suivi des milieux intra- et extra-cellulaires, ainsi que la viabilité de la biomasse. Ensuite, une nouvelle méthode basée sur la teneur en estérases de la biomasse est exposée pour déterminer sa viabilité avec d'avantage de rapidité et de précision. La mesure de cette activité enzymatique libérée dans le milieu de culture permet un suivi précis des cinétiques de croissance, de décès et de lyse cellulaire. Les informations recueillies sur le comportement cinétique de la souche sont structurées sous la forme de deux modélisations mathématiques. La première décrit les évolutions extracellulaires, la viabilité de la biomasse et les phénomènes de lyse. La seconde améliore les prédictions du modèle précédent par l'adjonction des évolutions de la composition ionique intracellulaire. Celle-ci résulte d'une entrée des nutriments par diffusion, du catabolisme et de phénomènes d'équilibration avec le milieu de culture quand les cellules décèdent.