Thèse de Majid Layachi
Soutenance de thèse
Amphithéâtre Pierre Glorieux - CERLA
Soutenance de thèse de Majid Layachi - Laboratoire Phlam
Développement d'un dispositif microfluidique pour la photoporation
de cellules biologiques à hauts débits Résumé : La transfection de cellules vise à injecter du matériel génétique dans des cellules biologiques vivantes. L'incorporation intracellulaire de molécules exogènes est un processus nécessaire en diagnostique et une étape clef dans la thérapie génique. Ces enjeux nécessitent des performances en terme d'efficacité (cellules viables positives), de qualité (incorporation) et de rendement (cadence de traitement). Des recherches sur les mécanismes limitant l'incorporation naturelle de macromolécules (endocytose) sont menées et des techniques sont développées pour surmonter les barrières cellulaires et réaliser le transfert intracellulaire de manière contrôlée. Cependant, ces systèmes biologiques, chimiques ou physiques présentent certains inconvénients. La photoporation par intermédiaire de nanoparticules d'or (AuNP) réalise néanmoins des performances intéressantes en perméabilisant les membranes cellulaires, grâce à des nano-bulles de vapeur (VNB) générées par laser. Une nouvelle approche est présentée ici de photoporation en environnement microfluidique, dans le but d'améliorer le rendement et de garantir la séparation entre les cellules et les AuNP a˝n d'obtenir un échantillon sans éléments cytotoxiques.
Nous avons développé un nouveau système opto-fluidique intégrant des AuNP en suspension pour générer des VNB au voisinage des cellules. Cette méthode permet un rendement et un taux de transfection élevés et réduit la cytotoxicité de la transfection. L'approche permet le contrôle de la distance entre cellules et AuNP. En l'état, le rendement du dis-positif peut atteindre 103 à 104 cell./min. Surtout, la séparation réalise une meilleure viabilité des cellules photoporées en comparaison avec la méthode sans séparation (∼ 80% contre ∼ 40%) : l'augmentation de la distance améliore la viabilité mais réduit le taux de transfection (∼ 30% contre ∼ 50%). Outil rhéologique ou de transfection, ce dispositif est une étape supplémentaire vers la transfection efficace et bio-compatible de cellule unique, un atout majeur pour le développement clinique des nouvelles thérapies cellulaires. Mots clés : Photoporation, nano-bulle plasmonique, micro˛uidique, transfection cellulaire haut-débit, micro-contrôle de nanoparticule
de cellules biologiques à hauts débits Résumé : La transfection de cellules vise à injecter du matériel génétique dans des cellules biologiques vivantes. L'incorporation intracellulaire de molécules exogènes est un processus nécessaire en diagnostique et une étape clef dans la thérapie génique. Ces enjeux nécessitent des performances en terme d'efficacité (cellules viables positives), de qualité (incorporation) et de rendement (cadence de traitement). Des recherches sur les mécanismes limitant l'incorporation naturelle de macromolécules (endocytose) sont menées et des techniques sont développées pour surmonter les barrières cellulaires et réaliser le transfert intracellulaire de manière contrôlée. Cependant, ces systèmes biologiques, chimiques ou physiques présentent certains inconvénients. La photoporation par intermédiaire de nanoparticules d'or (AuNP) réalise néanmoins des performances intéressantes en perméabilisant les membranes cellulaires, grâce à des nano-bulles de vapeur (VNB) générées par laser. Une nouvelle approche est présentée ici de photoporation en environnement microfluidique, dans le but d'améliorer le rendement et de garantir la séparation entre les cellules et les AuNP a˝n d'obtenir un échantillon sans éléments cytotoxiques.
Nous avons développé un nouveau système opto-fluidique intégrant des AuNP en suspension pour générer des VNB au voisinage des cellules. Cette méthode permet un rendement et un taux de transfection élevés et réduit la cytotoxicité de la transfection. L'approche permet le contrôle de la distance entre cellules et AuNP. En l'état, le rendement du dis-positif peut atteindre 103 à 104 cell./min. Surtout, la séparation réalise une meilleure viabilité des cellules photoporées en comparaison avec la méthode sans séparation (∼ 80% contre ∼ 40%) : l'augmentation de la distance améliore la viabilité mais réduit le taux de transfection (∼ 30% contre ∼ 50%). Outil rhéologique ou de transfection, ce dispositif est une étape supplémentaire vers la transfection efficace et bio-compatible de cellule unique, un atout majeur pour le développement clinique des nouvelles thérapies cellulaires. Mots clés : Photoporation, nano-bulle plasmonique, micro˛uidique, transfection cellulaire haut-débit, micro-contrôle de nanoparticule
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