Interaction champ électrique cellule - Ief - Université Paris-Sud

INSTITUT D'ÉLECTRONIQUE FONDAMENTALE
Centre Scientifique d'Orsay - Bâtiment 220 - F 91405 ORSAY Cedex
UNIVERSITÉ PARIS SUD - CNRS - UMR 8622
SOUTENANCE DE THESE
Vendredi 29 novembre à 10h00 - Salle P. Grivet (R-d-c pièce 44)
HAMDI Feriel S.
Microsystèmes & NanoBioTechnologies
Interaction champ électrique cellule : Conception de puces microfluidiques pour l’appariement
cellulaire et la fusion par champ électrique pulsé
Membres du jury :
Rapporteurs :
Gaëlle LISSORGUES
Liviu NICU
Lluis M. MIR
Marie FRENEA-ROBIN
Olivier FRANÇAIS
Fréderic SUBRA
Professeur (ESSIEE/EA 2552)
Chargé de Recherche 1 (LAAS/UMR 8001)
Directeur de Recherche 1 (CNRS/UMR 8203)
Maître de Conférences (Univ. Lyon/UMR 5005)
Maître de Conférences (ENS Cachan/SATIE)
Ingénieur de Recherche (ENS Cachan/LBPA UMR 8113)
Résumé :
La fusion cellulaire est une méthode de génération de cellules hybrides combinant les propriétés
spécifiques des cellules mères. Initialement développée pour la production d’anticorps, elle est
maintenant aussi investiguée pour l’immunothérapie du cancer. L’électrofusion consiste à
produire ces hybrides en utilisant un champ électrique pulsé. Cette technique présente de
meilleurs rendements que les fusions chimiques ou virales, sans introduire de contaminant.
L’électrofusion est actuellement investiguée en cuve d’électroporation où le champ électrique
n’est pas contrôlable avec précision et le placement cellulaire impossible, produisant de faibles
rendements binucléaires. Afin d’augmenter le rendement et la qualité de fusion, la capture et
l’appariement des cellules s’avèrent alors nécessaires.
Notre objectif a été de développer et de réaliser des biopuces intégrant des microélectrodes et
des canaux microfluidiques afin de positionner et d’apparier les cellules avant leur électrofusion.
Une première structure de piégeage se basant sur des plots isolants et l’utilisation de la
diélectrophorèse a été réalisée. Afin d’effectuer des expérimentations sous flux, une méthode de
scellement des canaux, biocompatible et étanche a été développée. Puis, le milieu
d’expérimentation a été adapté pour l’électrofusion. En confrontant les résultats des expériences
biologiques aux simulations numériques, nous avons pu démontrer que l’application d’impulsions
électriques induisait la diminution de la conductivité cytoplasmique. Nous avons ensuite validé la
structure par l’électrofusion de cellules. Un rendement de 55% avec une durée de fusion
membranaire de 6 s a été obtenu. Dans un second temps, nous avons proposé une
microstructure de piégeage pour l’électrofusion haute densité utilisant la diélectrophorèse, sans
adressage électrique, à l’aide de plots conducteurs. Jusqu’à 75% des cellules fusionnent dans
cette dernière structure. Plus de 97% des hybridomes produits sont binucléaires. Le piégeage
étant réversible, les hybridomes peuvent ensuite être collectés pour des études ultérieures.
Mots clés :
Laboratoire sur puce/Biopuce, microfluidique, électrofusion, électroperméabilisation, packaging,
diélectrophorèse.
Vous êtes cordialement invités au pot qui suivra cette soutenance