Publié : 2023 | Dernière mise à jour : mai 2026

Les cellules U937 : un modèle pour la leucémie monocytaire – Recherche et avancées

La lignée cellulaire U937, un modèle in vitro largement utilisé dans la recherche biomédicale, est issue d’une lignée promonocytaire et offre des informations précieuses sur la dynamique cellulaire des cellules myéloïdes. Cet article explore l’origine, les caractéristiques générales et les diverses applications de la lignée cellulaire U937, qui est essentielle à la compréhension des mécanismes moléculaires et des voies de signalisation dans les cellules immunitaires, en particulier dans le contexte de la leucémie myéloïde aiguë (LMA).

Origine et caractéristiques générales des cellules U937

Cette section vous éclairera sur la genèse et les traits fondamentaux de la lignée cellulaire U937. Vous découvrirez l’essence de cette lignée cellulaire leucémique, son identité cellulaire, son origine et les caractéristiques clés qui en font un modèle incontournable dans la recherche.

Les cellules U937, isolées à partir de l’épanchement pleural d’un homme de type caucasien âgé de 37 ans atteint d’un lymphome histiocytaire généralisé par Sundstrom et Nilsson en 1976, présentent un phénotype promonocytaire unique [1]. Ces cellules présentent la morphologie typique des types cellulaires monocytaires-macrophages, avec des structures de forme arrondie et un diamètre moyen d’environ 14 μm, et sont dotées de marqueurs de surface tels que la protéine humaine DC-SIGN, qui joue un rôle crucial dans les études immunologiques. La capacité de la lignée cellulaire U937 à se différencier en diverses cellules immunitaires — notamment des monocytes, des macrophages et même des cellules dendritiques — lorsqu’elle est exposée à certains stimuli présente un intérêt considérable, offrant un système dynamique pour explorer les processus de différenciation cellulaire.

Le répertoire cellulaire de la lignée U937 comprend également la capacité à exprimer l’amélogénine, un marqueur souvent étudié dans le contexte des cellules précurseurs circulantes et de l’évaluation des anomalies chromosomiques, en particulier au niveau du chromosome 16, ce qui renforce son statut de ressource précieuse au sein de la Cancer Cell Line Encyclopedia. Grâce à des techniques telles que la culture cellulaire en 3D et l’imagerie avancée, les cellules U937 reproduisent une situation proche de celle in vivo, permettant aux chercheurs d’observer le comportement et les interactions des cellules dans un environnement plus pertinent sur le plan physiologique.

Érythrocytes et monocytes cultivés en laboratoire médical.

Lignée cellulaire U937 : informations sur la culture

Connaître les points clés suivants concernant la culture des cellules U937 peut vous permettre de travailler plus facilement et plus efficacement avec celles-ci. Vous apprendrez : Quel est le temps de doublement des cellules U937 ? La lignée cellulaire U937 est-elle adhérente ou en suspension ? Qu'est-ce que le milieu de culture U937 ? Comment cultiver les cellules U937 ?

Points clés pour la culture des cellules U937

Temps de doublement de la population :

Le temps de doublement moyen de la population de cellules U937 est de 36 heures. Il peut toutefois varier entre 48 et 72 heures.

Adhérentes ou en suspension :

Les macrophages U937 sont de forme ronde et se développent en culture en suspension.

Densité d'ensemencement :

Une densité d'ensemencement de 1 × 10^⁵ cellules/mL est recommandée pour les cellules U937. Aucune solution de repiquage n'est nécessaire pour les cellules en suspension. Elles sont diluées dans un milieu frais puis comptées. Les cellules sont ensuite ensemencées à la densité requise dans un nouveau flacon.

Milieu de culture :

La culture cellulaire U937 est maintenue dans un milieu RPMI 1640. Ce milieu est complété par 2,0 mM de L-glutamine, 2,0 g/L de NaHCO₃, 2,0 g/L de L-glucose et 10 % de sérum fœtal bovin (FBS) pour une croissance cellulaire optimale. Le milieu est renouvelé 1 à 2 fois par semaine. 

Conditions de culture (température, CO₂) :

Les cultures cellulaires U937 nécessitent un incubateur humidifié à 37 °C avec un apport de 5 % de CO₂ pour une croissance optimale.

Conservation :

Les cellules U937 sont conservées en phase vapeur d’azote liquide ou à une température inférieure à -150 °C afin de préserver leur viabilité à long terme.

Procédé et milieu de congélation :

Les milieux de congélation CM-1 ou CM-ACF sont utilisés pour la congélation de la lignée cellulaire de macrophages humains U937. Une méthode de congélation lente (baisse progressive de la température de 1 °C) est recommandée afin de préserver au maximum la viabilité cellulaire.

Procédure de décongélation :

Les flacons congelés sont placés dans un bain-marie à 37 °C jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’un petit morceau de glace. On ajoute du milieu frais aux cellules, puis on les centrifuge. Le milieu est éliminé, le culot cellulaire est remis en suspension et transféré dans un nouveau flacon. Les cellules U937 présentent une récupération après congélation relativement rapide.

Niveau de biosécurité :

Il est recommandé d’utiliser un laboratoire de niveau de biosécurité 1 pour la culture des cellules U937.

U-937 en culture en suspension à différentes densités cellulaires.

Ressources supplémentaires de Cytion

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Avantages et inconvénients des cellules U937

Les cellules U937 présentent une combinaison unique d’avantages et d’inconvénients qui en font un outil de recherche idéal. Les principaux avantages et inconvénients de la culture de cellules U937 sont présentés ci-dessous.

Avantages

Les principaux avantages de la lignée cellulaire U937 sont les suivants :

• Une plus grande stabilité : la lignée cellulaire U937 présente une grande stabilité en raison de son origine histiocytaire, par rapport aux cellules primaires de leucémie sanguine. De plus, ces cellules peuvent être cultivées indéfiniment et sont génétiquement homogènes, ce qui en fait un modèle pratique pour les études de recherche.
• Différenciation : les cellules U937 ont la capacité de se différencier en d’autres cellules immunitaires telles que les monocytes, les macrophages ou les cellules dendritiques lorsqu’elles sont soumises à un stimulus. Cela aide à comprendre les mécanismes cellulaires impliqués dans la génération des réponses immunitaires.
• Facilité d’entretien : les cellules U937 sont faciles à cultiver et à entretenir dans les laboratoires de recherche. Aucune procédure ni aucun protocole complexe n’est nécessaire pour cultiver les cellules U937.

Inconvénients

Voici quelques inconvénients associés à la lignée cellulaire U937.

• Anomalies chromosomiques : les cellules U937 présentent des aberrations chromosomiques, notamment des translocations. Cela peut affecter les résultats expérimentaux et la reproductibilité de ces derniers.

Lignée cellulaire monocytaire U937 destinée à la recherche immunologique et hématologique

Applications de la lignée cellulaire U937 dans la recherche

Les cellules U937, une lignée cellulaire de lymphome histiocytaire, constituent un modèle inestimable pour diverses applications de la recherche biologique. Elles sont particulièrement appréciées pour leur rôle dans l’étude des cellules myéloïdes, notamment en tant que modèles de macrophages, en raison de leur capacité à se différencier en cellules de type macrophage dans certaines conditions. La lignée cellulaire U937 facilite l’étude de la fonction des macrophages, notamment l’activité phagocytaire et la neurobiologie des cytokines, qui sont essentielles à la compréhension des réponses inflammatoires et de la régulation immunitaire. Cette lignée cellulaire présente également des propriétés similaires à celles des monocytes primaires, ce qui permet aux chercheurs d’étudier les nuances du comportement des cellules immunitaires sans la variabilité inhérente aux cellules primaires.

• Cytogénétique : Dans le domaine de la caractérisation cytogénétique, les cellules U937 ont joué un rôle central dans l’étude du chromosome 11 et de certaines parties du chromosome 16, notamment en ce qui concerne la capture centromérique et le comportement des chromosomes homologues. Les chercheurs s’appuient sur ces cellules pour étudier la réorganisation et l’instabilité du génome, deux aspects essentiels à la compréhension des mécanismes fondamentaux de la progression du cancer, notamment le lymphome histiocytaire dont sont issues les cellules U937. Cette lignée cellulaire fournit des informations précises sur le caryotype, ce qui en fait un excellent outil pour étudier les anomalies chromosomiques et les réarrangements chromosomiques, en particulier ceux impliquant le chromosome 20.
• Biologie des monocytes/macrophages : La lignée cellulaire U937 sert de modèle de référence pour élucider les fonctions et la régulation des monocytes et des macrophages. Cela inclut l’étude d’aspects tels que la phagocytose, la présentation des antigènes et la production de cytokines. Il convient notamment de noter qu’une étude de 2023 a utilisé des cellules U937 pour examiner l’impact du glycomacropeptide sur la réponse inflammatoire dans les macrophages humains. Cette recherche a mis en évidence les propriétés anti-inflammatoires du glycomacropeptide, en démontrant une réduction des taux de cytokines au sein de ces cellules [2].
• Recherche sur le cancer : Dans le domaine de l’oncologie, les cellules U937 jouent un rôle essentiel dans l’analyse des mécanismes cellulaires et des voies de signalisation qui sous-tendent le cancer. Elles sont également cruciales pour le criblage des médicaments anticancéreux et l’évaluation de nouvelles thérapies anticancéreuses. Dans le cadre de cette application, une étude a utilisé la lignée cellulaire U937 de leucémie myéloïde pour évaluer les effets anticancéreux du jus de chou frisé frais et cuit à la vapeur. Les résultats de cette étude ont indiqué que le jus favorise les activités pro-apoptotiques dans les cellules cancéreuses via une voie dépendante des caspases [3].
• Études toxicologiques : les cellules U937 sont également utilisées pour étudier les effets cytotoxiques des polluants environnementaux et de divers produits chimiques. Par exemple, une étude a utilisé la lignée cellulaire U937, entre autres, pour évaluer les effets cytotoxiques potentiels des microplastiques de polyéthylène [4]. Cette étude, ainsi que d’autres, souligne l’importance des cellules U937 en toxicologie, en fournissant un modèle permettant de comprendre comment les substances interagissent avec les cellules monocytaires humaines et leur impact potentiel sur la santé humaine.

Grâce à la microscopie confocale à balayage laser, les chercheurs peuvent visualiser et quantifier l’activité phagocytaire des cellules U937, ce qui facilite le phénotypage de leurs réponses à divers stimuli, y compris les agents infectieux. Les ontologies des lignées cellulaires et les informations précises sur le caryotype renforcent encore la précision de ces études.

Cellules U937 : publications de recherche

Voici quelques études de recherche intéressantes et marquantes portant sur les cellules U937.

La magnoflorine renforce les réponses pro-inflammatoires activées par le LPS via des voies dépendantes de MyD88 dans les macrophages U937

Cette étude, publiée dans Planta Medica (2018), a suggéré qu’un métabolite bioactif majeur issu de la plante Tinospora crispa présente un fort potentiel pour renforcer les réponses immunitaires dans les macrophages U937.

Effet de l’extrait de graines de Peganum harmala sur l’oxyde nitrique dans les monocytes et les macrophages U937

Cet article de recherche a été publié dans l’International Journal of Medical Laboratory en 2020. Dans cette étude, les chercheurs ont évalué les effets potentiels de l’extrait de graines de Peganum harmala sur la production d’oxyde nitrique dans les monocytes et les macrophages U937.

Évaluation de la toxicité potentielle des microplastiques de polyéthylène sur des lignées cellulaires d’origine humaine

Cette étude, publiée dans *Science of the Total Environment* (2022), a évalué l’effet cytotoxique potentiel de polluants environnementaux, à savoir les microplastiques de polyéthylène, sur les lignées cellulaires humaines U937, THP-1 et trois autres.

Effets des extraits de feuilles de Vitex trifolia L. et de ses phytoconstituants sur la production de cytokines dans les macrophages humains U937

Cette recherche a été publiée en 2020 dans la revue BMC Complementary Medicine and Therapies. L’étude a exploré les effets de différents extraits préparés à partir des feuilles de la plante Vitex trifolia L. sur la production de cytokines dans les macrophages U937.

L’exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants inhibe le cycle cellulaire et les voies de synthèse protéique dans des kératinocytes primaires humains in vitro et dans la lignée cellulaire U937. Cet article, publié dans la revue PLOS One (2018) a exploré les effets potentiels des rayonnements ionisants à faible dose sur la lignée cellulaire U937 et les kératinocytes primaires.

 

Ressources pour la lignée cellulaire U937 : protocoles, vidéos et plus encore

Les cellules U937 constituent des outils de recherche largement utilisés. Voici quelques ressources utiles expliquant le protocole de culture et de différenciation des cellules U937 :

• Protocole de différenciation des cellules U937 : ce document contient un protocole de différenciation des cellules U937. Il comprend également un protocole de culture des cellules U937 issues d’une leucémie myéloïde humaine
• Sous-culture de cellules en suspension : il s’agit d’une vidéo présentant le protocole général de sous-culture de lignées cellulaires en suspension telles que la lignée U937.
• Lignée cellulaire U937 : ce site web contient de nombreuses informations sur les cellules U937. Il décrit les protocoles de repiquage, de congélation et de décongélation des monocytes et des macrophages U937.

FAQ sur les applications de recherche de la lignée cellulaire U937

Références

1. Chanput, W., V. Peters et H. Wichers, « Cellules THP-1 et U937. L’impact des composés bioactifs alimentaires sur la santé : modèles in vitro et ex vivo », 2015, p. 147-159.
2. Córdova-Dávalos, L.E., et al., Effet protecteur du glycomacropeptide sur la réponse inflammatoire des macrophages U937. Foods, 2023. 12(7) : p. 1528.
   
3. Pungpuag, S., S. Boonpangrak et Y. Suwanwong, « Effets antileucémiques du jus de chou chinois frais et cuit à la vapeur sur une lignée cellulaire U937 et leurs effets pro-apoptotiques via une voie dépendante des caspases », Foods, 2023. 12(7) : p. 1471.
4. Gautam, R., et al., Évaluation de la toxicité potentielle des microplastiques de polyéthylène sur des lignées cellulaires d’origine humaine. Science of the Total Environment, 2022. 838 : p. 156089.
5. Chanput, W., J.J. Mes et H.J. Wichers, « Ligne cellulaire THP-1 : un modèle cellulaire in vitro pour l’approche de modulation immunitaire ». International immunopharmacology, 2014. 23(1) : p. 37-45.