Le projet LifeLines
Le projet LifeLines a été mis en place en 2006 dans le but de devenir une étude génétique à grande échelle d’une durée de 30 ans et comprenant environ 165 000 participants sur trois générations, chacun fournissant aux chercheurs des échantillons biologiques à analyser. L’objectif principal du projet est d’étudier pourquoi certaines personnes restent en bonne santé et actives tout au long de leur vie alors que d’autres deviennent handicapées à un âge relativement précoce. Une attention particulière est accordée aux maladies chroniques telles que le diabète, l’insuffisance rénale et l’asthme. Afin de bien comprendre comment et pourquoi ces maladies se développent, le projet LifeLines examine une série de facteurs qui contribuent à l’état de santé général d’une personne et au risque de développer des maladies chroniques. Il s’agit notamment de facteurs liés au mode de vie, à la génétique, à la psychologie et à la société.
Les résultats et les informations recueillies dans le cadre du projet LifeLines devraient permettre le développement de programmes de prévention et de traitement individualisés. Les maladies chroniques ont tendance à suivre un cheminement, et si elles peuvent être détectées et définies à un stade plus précoce, il est possible de faire économiser du temps et de l’argent au système de santé, ainsi que d’augmenter considérablement le confort du patient. Un exemple d’une telle application est le traitement du diabète, qui est de plus en plus répandu et qui a un impact sur l’économie de la santé. Chez les patients qui peuvent changer leur mode de vie, le fait de disposer rapidement de l’information peut aider les professionnels de la santé à faire des recommandations éclairées sur les changements à effectuer. Le fait d’être en mesure de suivre l’information fournie et de l’utiliser peut motiver les patients à effectuer des changements pour ralentir la progression de la maladie. Les recherches menées dans le cadre du projet LifeLines ont déjà eu un impact et ont fait l’objet de plusieurs publications. Citons par exemple « Automated mass spectrometric analysis of urinary free catecholamines using on-line solid phase extraction » par De Jong et al (Bio med Life Sci 2010 ; 878(10) ; 1506-12), où des valeurs de référence d’excrétion urinaire d’adrénaline et noradrénaline ont été obtenues de plus de 500 participants LifeLines.
Sélection de l’équipement de stockage des échantillons pour le projet LifeLines
Dans sa globalité, le projet LifeLines devrait contenir un total de 8 millions de tubes d’échantillons codés en 2D de 1,4 mL (Matrix et FluidX). Selon l’état de santé du participant, 50 % de ces échantillons peuvent être conservés pendant toute la durée du projet, et la fiabilité de l’équipement de stockage est donc cruciale.
Au départ, il fallait jusqu’à 100 congélateurs avant que les échantillons ne soient transférés au Bios, le congélateur robotique -80 °C, et tout l’équipement devait répondre à des normes strictement définies. La stabilité de la température était particulièrement importante pour le chercheur, car l’expérience avait montré que certains modèles de congélateurs présentaient des gradients thermiques du haut vers le bas du congélateur, ou des fuites de chaleur autour de la porte. Lors du processus de sélection, les produits de quatre fabricants de congélateurs ont été testés afin d’évaluer s’ils répondaient aux spécifications. Les évaluations comprenaient des tests de température à 3 ou 4 endroits différents à l’intérieur de chaque compartiment du congélateur, en fonction d’une température spécifiée d’environ -81 °C, avec un écart de température maximal accepté de -7 °C entre l’endroit le plus froid et le plus chaud dans la chambre interne.
Les congélateurs ont ensuite subi des tests de contraintes, au cours desquels les portes ont été ouvertes pendant 1 minute, refermées pendant 30 secondes, puis vérifiés pour voir s’ils avaient bien maintenu et retrouvé leurs températures programmées. Comme les congélateurs étaient susceptibles d’être ouverts et fermés régulièrement pour accéder aux échantillons, il était essentiel qu’ils ne chauffent pas trop ou qu’ils ne prennent pas trop de temps à se stabiliser. Enfin, la consommation d’énergie a été surveillée pendant 7 jours pour garantir l’efficacité énergétique. Une fois les tests terminés, les congélateurs ultra-basse température (ULT) de PHCbi ont été choisis pour le projet Lifelines après avoir démontré leur capacité à répondre facilement aux normes requises en matière de prix, qualité et stabilité de température.
Maîtrise des coûts grâce à des solutions de stockage à long terme
Le projet LifeLines n’est pas le seul à prendre en compte les coûts d’exploitation et la consommation d’énergie dans ses décisions d’achat. Ces facteurs sont en train de devenir rapidement des critères principaux dans de nombreux laboratoires, d’autant plus que le stockage à long terme d’un grand nombre d’échantillons biologiques devient de plus en plus courant.
PHC est la première société à proposer des panneaux d’isolation à vide dans ses congélateurs ULT. La gamme offre généralement 25 % de capacité de stockage supplémentaire pour une surface donnée, ce qui permet d’économiser de l’espace de laboratoire précieux et des coûts d’exploitation dans des institutions comme le projet Lifelines, où plusieurs congélateurs sont nécessaires.
L’option d’un condensateur refroidi par eau dans le cycle de refroidissement en cascade des congélateurs sélectionnés signifie que la chaleur extraite par le condensateur peut être acheminée à travers un échangeur thermique et canalisée hors du système par l’eau qui sort. Cela se traduit par une diminution de la production de chaleur par les instruments eux-mêmes, ce qui permet aux laboratoires de réaliser des économies considérables sur les systèmes de climatisation.
De plus, la chaleur ainsi extraite peut être réutilisée ailleurs dans le bâtiment, par exemple pour le chauffage des locaux ou de l’eau.
Technologies de congélation garantissant la sécurité des échantillons
Une défaillance du congélateur ou des fluctuations de température pourraient entraîner la perte d’échantillons, ce qui aurait des conséquences dramatiques pour l’étude, tant sur le plan financier que sur celui de la recherche qui serait compromise. Tout un éventail de technologies et de systèmes permet aux chercheurs du projet LifeLines de poursuivre leur travail en sachant que les échantillons sont protégés. Des commandes par microprocesseur avancées dans les congélateurs sélectionnés pour le projet surveillent le fonctionnement en permanence, notamment les conditions du système et les conditions ambiantes, pour un fonctionnement fiable. Grâce aux fonctions complètes de point de consigne, d’alarme, de surveillance et de diagnostic en continu, chaque aspect de l’environnement du congélateur est vérifié régulièrement afin de garantir la sécurité des échantillons. Le système avertit les utilisateurs de toute anomalie avant que des problèmes ne s’installent. En cas de défaillance, des alarmes audio-visuelles étendues et des contacts d’alarme à distance garantissent que le personnel de Lifelines est alerté immédiatement. Le dispositif d’avertissement de température trop haute indique lorsque la température à l’intérieur des congélateurs s’écarte de ± 10 °C par rapport à la température de consigne. En cas de panne de courant ou d’augmentation anormale de la température, un voyant d’alarme pour panne électrique et un avertisseur sonore s’activeront. Un système supplémentaire d’alarme et de surveillance de la température a également pu être installé dans les installations LifeLines, offrant ainsi un deuxième niveau de sécurité aux échantillons stockés.
Depuis l’achat du système de congélation par le projet LifeLines, un modèle actualisé a été produit par PHC Europe B.V. Ce dernier modèle intègre un TwinGuard doté d’un système Dual Cooling, spécialement conçu pour offrir le plus haut niveau de sécurité. L’utilisation de deux compresseurs à commande individuelle permet non seulement de maintenir une ultra-basse température dans la chambre de congélation, mais aussi, en cas de problème avec un compresseur, de maintenir la température de fonctionnement du second compresseur à -70 °C, le temps que le compresseur défaillant soit dépanné.
De précieuses contributions aux biobanques
Le succès des recherches menées dans les installations des biobanques dépend du maintien des échantillons dans des conditions optimales, qui est étroitement lié aux techniques et équipements de stockage. Dans le cadre du projet LifeLines, le système de congélation PHCbi est utilisé pour préserver les échantillons provenant de milliers de participants tout en maintenant la consommation d’énergie des appareils au plus bas niveau possible. Pour garantir leur viabilité, chaque échantillon est conservé dans un environnement stable et fiable et fait l’objet d’une surveillance constante afin de s’assurer que les températures optimales sont maintenues pendant de nombreuses années.
Grâce à cette collection d’échantillons importante et bien conservée, le projet LifeLines contribue déjà à toute une série d’études bien accueillies. Le projet semble prêt à prendre de plus en plus d’ampleur et permettra d’approfondir nos connaissances sur le vieillissement en santé et les maladies chroniques.