Faible

Crédit : dra_schwartz/Getty Images

Par Gail Dutton

L'électroporation est une méthode établie pour éliminer les cellules indésirables d'échantillons de cellules hétérogènes, extraire des composants cellulaires et transporter des molécules à travers les membranes cellulaires. Cependant, le ciblage de cellules individuelles nécessite un pré-tri ou des technologies unicellulaires et endommage souvent les cellules.

En revanche, dans une étude de validation de principe, des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de thérapie cellulaire et d’immunologie ont montré qu’ils pouvaient électroporer des cellules prédéterminées identifiées en temps réel sur la base d’une analyse microscopique de haute qualité de cellules fluorescentes. Les avantages de l’application de champs électriques hautement localisés plutôt que de l’électroporation en masse sont un contrôle et une reproductibilité accrus.

L'équipe, dirigée par Michael Kirschbaum, PhD, chef de groupe du traitement cellulaire microfluidique et de l'analyse cellulaire, a coloré les cellules cibles de 10 µm de diamètre avec une fluorescence verte et les cellules non cibles avec une fluorescence bleue. Leur petite taille permettait aux cellules individuelles d'être porées de manière sélective, à condition que l'espacement des cellules soit également d'au moins 50 µm. Après poration, les cellules ont été évacuées de la puce et collectées dans une plaque à 96 puits.

Cette méthode a atteint une spécificité de plus de 90 %, un taux de poration moyen supérieur à 50 % et un débit pouvant atteindre 7 200 cellules par heure. Le débit maximum théorique est d’environ 18 000 cellules par heure. En termes de sensibilité, des impulsions d’électroporation plus fortes ont conduit à de meilleurs taux de poration. Malheureusement, les impulsions plus fortes diminuaient la vitalité cellulaire. Après trois jours, près de 20 % des cellules pulsées à 9 kV/cm-1 étaient viables, contre environ 40 % à 7 kV/cm-1 et 90 % à 5 kV/cm-1.

Les performances des puces ont diminué avec le temps, rapporte le journal. "Habituellement, nous utilisions chaque puce pour trois expériences, avec un total d'environ 20 000 cellules traitées", ont déclaré Kirschbaum et le premier auteur Felix Pfisterer, ingénieur diplômé, à GEN.

Les scientifiques ont déclaré qu'ils envisageaient une version jetable des puces microfluidiques tout en envisageant des moyens d'augmenter leur durabilité. Les options peuvent inclure « l’augmentation de l’épaisseur de l’électrode de poration, l’application de revêtements protecteurs ou l’optimisation de la forme de l’impulsion pour obtenir les effets de poration les plus élevés à la tension la plus basse ».

De futures expériences pourraient être conçues "montrant la capacité du système à transfection cellulaire ou à extraction de matériel intracellulaire à une résolution unicellulaire", ont noté Kirschbaum et Pfisterer, ajoutant que cette méthode est simple et rentable, utilisant principalement des équipements disponibles dans le commerce. Il peut être facilement parallélisé et gérer plusieurs types de cibles cellulaires, ont-ils ajouté.

Avant de pouvoir le commercialiser, ont-ils déclaré, une optimisation est nécessaire. Cela inclut l’augmentation du débit et l’adaptation de la méthode pour permettre la stérilisation, ainsi que la mise à l’échelle des lignes de production.