L’automatisation des processus a prouvé qu'elle offrait des avantages significatifs par rapport aux procédures manuelles, lorsqu’on a besoin d'un haut débit et de résultats reproductibles dans des délais serrés.¹ L’automatisation est plus répandue dans les laboratoires cliniques et industriels – où un taux de productivité élevé est capital – mais adopter l’automatisation dans les laboratoires académiques pourrait faciliter le passage de la recherche à la commercialisation, renforcer la reproductibilité et décupler l’efficacité des scientifiques.

Un travail méticuleux

La réalisation manuelle des tâches clés de culture cellulaire peut nécessiter de nombreuses heures de travail répétitif et rigoureux, source de fatigue et de risque important de microtraumatismes répétés pour les chercheurs. En outre, les cellules vivantes requièrent des paramètres environnementaux spécifiques qui doivent être maintenus à travers chaque étape du processus de culture cellulaire – croissance, récolte, ensemencement et analyse des cellules - de sorte que le travail du personnel de laboratoire doit être extrêmement précis. Toute erreur faite durant le processus peut impacter la fiabilité des résultats et, dans le cas des thérapies cellulaires et biopharmaceutiques, être une source de danger potentiel pour les patients. Passer à des processus automatisés peut favoriser le contrôle minutieux et la préservation des conditions environnementales pour un débit élevé d’échantillons, de façon à satisfaire aux exigences strictes de normalisation de la culture cellulaire.

Les avis sont partagés

La nécessité d’investir dans un système totalement automatisé est souvent sujet à débat, malgré ses avantages évidents en termes de reproductivité et de débit. Les chercheurs académiques et les équipes de recherche et développement à petite échelle se montrent souvent réticents à investir dans  des équipements d'automatisation pour des raisons de coût – certains rapports évoquent des systèmes complets dépassant le million de dollars – et d’espace de travail requis.² Les procédures standardisées qui accompagnent  l’automatisation complète réduisent également la flexibilité des processus, souvent cruciale avec l’émergence de nouvelles découvertes et de nouveaux protocoles scientifiques. En conséquence, l'équilibre parfait entre opérations automatisées et manuelles – compte-tenu du débit, de la flexibilité, de l'investissement et de la reproductibilité nécessaires – sera déterminé par les besoins individuels de chaque laboratoire.

Le défi de la montée en puissance

Augmenter le débit d’échantillons via l’automatisation est extrêmement bénéfique à la productivité du laboratoire, de même qu’à la montée en puissance des processus de traitements cellulaires pour les applications cliniques ou commerciales. La phase de transfert lors du passage d’un processus manuel à un processus automatisé est susceptible de devenir une courbe d’apprentissage, qui nécessite une formation supplémentaire jusqu’à ce que le personnel du laboratoire soit familiarisé avec les nouveaux équipements et fournitures. Automatiser une étape du processus qui n’influence pas directement l’échantillon cellulaire, comme le pipetage de milieux ou de tampons, est relativement simple. Toutefois, pendant la manipulation des échantillons, il convient de valider l’exactitude de chaque étape pour s'assurer qu’elle n’exerce pas de forces stressantes sur les cellules vivantes. Il est également important que ces étapes soient standardisées, pour éviter que des variations de vitesse de pipetage ou de pointes de pipette n'influencent la viabilité des cellules ou la reproductibilité des résultats. Une fois parfaitement mis en place, un processus automatisé peut augmenter le débit, améliorant ainsi la productivité et l’efficacité du laboratoire.

Une solution progressive

Les systèmes automatisés peuvent présenter des avantages significatifs pour toutes les parties clés du processus de culture cellulaire – y compris la croissance et l'ensemencement des cultures, les dilutions et toute autre tâche de manipulation des cellules - déchargeant ainsi le technicien de laboratoire. L’automatisation complète serait idéale pour les processus de routine mais, pour d’autres scénarios, l’automatisation progressive des systèmes de pipetage est une voie bien plus accessible pour parvenir à un plus haut débit. Cela peut commencer par le passage à des pipettes électroniques multicanaux ou l’investissement dans un distributeur de plaques automatisé.

Les pipettes multicanaux peuvent aller de 4 à 384 canaux, permettant à l’utilisateur de pipeter simultanément des rangées/colonnes complètes – voire des microplaques entières – en même temps. Les pipettes électroniques offrent également plusieurs modes et paramètres préréglés et personnalisables, qui permettent de sauvegarder et de sélectionner les protocoles de pipetage et les routines de mélange, pour une utilisation répétée à différentes étapes du processus. Par exemple, le mode Distribution répétée aspire un grand volume de liquide et le distribue en plus petits volumes prédéfinis – réduisant le nombre d’allers-retours nécessaires entre la source et la plaque, tandis que les programmes personnalisés permettent à l’utilisateur de définir des routines répondant à leurs propres besoins. Le maintien de l’automatisation au niveau simple mais efficace des pipettes électroniques multicanaux procure de la flexibilité dans les protocoles et permet d'utiliser la pipette pour différentes étapes au cours d’un processus.  

Les pipettes électroniques qui proposent un écartement réglable des pointes offrent un degré supplémentaire d’automatisation, permettant de transférer facilement des liquides dans différents types de récipients, pour des processus de pipetage encore plus rapides, avec moins d’erreurs de transcription. En outre, une plateforme robotisée assistée peut être associée à diverses pipettes électroniques pour combiner la flexibilité des pipettes manuelles avec le débit de l’automatisation. Dans l’idéal, ces outils robotisés doivent être portables et peu encombrants pour s’intégrer facilement à tous les laboratoires, tout en permettant de travailler de manière stérile  sous une hotte à flux laminaire.

Il est à présent largement admis que le pipetage automatisé devrait s’imposer comme une norme de l’industrie pour le développement précis, reproductible, rentable et à haut débit de produits cellulaires³, et les pipettes électroniques – associées à des assistants robotiques – peuvent aider les laboratoires à adopter ces pratiques plus tôt.