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Analyse et qualité

Endotoxines et test LAL : ce que mesure ce contrôle

Lipopolysaccharides bactériens, unités EU/mg, méthodes gel-clot, chromogénique et turbidimétrique : pourquoi les endotoxines comptent en culture cellulaire.

Publié le · 2 min de lecture

Microplaque de 96 puits remplie de solutions colorées, tenue au-dessus d’une paillasse
Photo : Mdc-science, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons.

Un peptide peut être pur à 99 %, identifié par spectrométrie de masse et stérile, et pourtant fausser un essai cellulaire. La cause la plus fréquente : les endotoxines. Elles ne se voient ni en HPLC ni en MS ; seul un test spécifique les mesure.

Qu’est-ce qu’une endotoxine ?

Les endotoxines sont des lipopolysaccharides (LPS) de la membrane externe des bactéries Gram négatif. Elles sont libérées quand ces bactéries meurent ou se divisent, et restent actives après stérilisation : filtrer une solution sur 0,22 µm retire les bactéries, pas leurs fragments. Les LPS sont très stables à la chaleur.

À des concentrations infimes, de l’ordre du nanogramme par millilitre, ils activent les cellules immunitaires en culture (macrophages, monocytes) par le récepteur TLR4. Un peptide contaminé peut donc produire un signal qui n’est pas le sien.

Le test LAL

Le test de référence utilise un lysat d’amœbocytes de limule (Limulus Amebocyte Lysate, LAL), qui coagule en présence d’endotoxines. Trois variantes existent :

MéthodePrincipeRésultat
Gel-clotFormation d’un gel au-delà d’un seuilQualitatif ou semi-quantitatif
Turbidimétrique cinétiqueMesure de la turbidité au cours du tempsQuantitatif
ChromogéniqueLibération d’un chromophore jaune (405 nm)Quantitatif, en microplaque

Une alternative sans animal, le facteur C recombinant (rFC), est reconnue par la Pharmacopée européenne.

Les unités

Les résultats s’expriment en unités d’endotoxine (EU) : environ 0,1 à 0,2 ng de LPS de référence par EU selon l’étalon. Pour un peptide, on rapporte en EU/mg de produit.

Quand ce contrôle compte

Usage du peptideEndotoxines
Analyse chimique, HPLC, MS, études de stabilitéSans importance
Essais enzymatiques, liaison sur protéine purifiéeRarement critique
Culture cellulaire, surtout cellules immunitairesCritique

Pour un essai sur macrophages ou monocytes, un seuil inférieur à 1 EU/mg, voire 0,1 EU/mg, est souvent recherché.

Les sources de contamination au laboratoire

Les endotoxines viennent rarement du peptide de synthèse lui-même, produit en milieu chimique. Elles s’introduisent plus souvent après :

  • eau de qualité insuffisante pour la mise en solution ;
  • verrerie lavée mais non dépyrogénée (les endotoxines résistent au lavage, pas à 250 °C pendant 30 minutes) ;
  • tubes et embouts non certifiés « endotoxin-free » ;
  • solutions manipulées hors poste de sécurité.

Limiter le risque

  1. Utiliser une eau stérile ou une eau de qualité culture cellulaire, de flacon neuf.
  2. Utiliser du consommable certifié apyrogène.
  3. Préparer les solutions sous poste de sécurité microbiologique (voir Mettre en solution un peptide lyophilisé).
  4. Prévoir un contrôle : le véhicule seul (même solvant, même manipulation) et, si possible, un témoin traité à la polymyxine B, qui neutralise les LPS.
  5. Pour les essais critiques, faire tester la solution finale par LAL.

Et la filtration ?

La filtration stérilisante retire les bactéries mais laisse passer l’essentiel des endotoxines (voir Filtration stérilisante 0,22 µm). Seules des membranes chargées ou l’ultrafiltration les réduisent.

Pour les autres contrôles d’un lot, pureté et identité, voir Lire un certificat d’analyse.

Produits cités dans cet article

Fournitures de laboratoire

Eau stérile

10 mL

dès 7,90 €

Fournitures de laboratoire

Eau bactériostatique

3 mL · 10 mL

dès 6,90 €

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