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Brevets et licences

Cell@lone : isoler des cellules vivantes pour mieux les étudier

Développée par deux chercheures de l’Institut du cerveau et de la moelle épinière1, en collaboration avec l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris, la plateforme Cell@lone isole les cellules pour pouvoir les étudier individuellement. Cette technologie permettra entre autres d’étudier le profil d’expression des gènes et des protéines dans chaque cellule.

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C’est une puce percée de microcanaux, qui sépare les cellules vivantes les unes des autres. Si le concept Cell@lone est en apparence simple, son développement a nécessité une dizaine d’années de recherches conjointes entre l’Institut du cerveau et de la moelle épinière1 et l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris.

Pourquoi vouloir séparer les cellules ? « Dans le cerveau de souris, pendant le développement embryonnaire, nous avons constaté dans une étude pilote que le profil d’expression des gènes était différent dans chaque neurone », explique Marie-Claude Potier, directeur de recherche à l’Institut du cerveau et de la moelle épinière. Cette diversité permet de classer les neurones et surtout de mieux comprendre leur rôle dans les réseaux neuronaux. Mais les études de profils d’expression génique sont très souvent réalisées à partir d’une population de plusieurs milliers de cellules. Elles fournissent une moyenne d’expression des gènes qui ne traduit pas les spécificités de chaque cellule.

La plateforme Cell@lone, qui pallie cette limite, a été brevetée en 20102. Dans la puce, un premier microcanal contenant un liquide réactionnel rejoint un deuxième canal où sont injectées les cellules. Ce mélange se jette alors dans un troisième canal où circule une huile minérale. Projeté dans cet environnement hydrophobe, le liquide forme une goutte contenant une cellule unique. La gouttelette, sorte de « nanoréacteur », continue son parcours vers la sortie de la puce et atterrit dans un puits. La puce se décale ensuite vers le puits suivant pour y déposer la prochaine goutte.

Selon la teneur du liquide réactionnel, un clonage cellulaire, une analyse du génome, du transcriptome ou du protéome est alors possible. « Les réactions enzymatiques comme la  transcription inverse sont d’ailleurs plus performantes dans un petit volume de quelques nanolitres que dans un grand volume », ajoute Luce Dauphinot, ingénieure de recherche à l’Institut.

Alors que le premier prototype de l’outil développé par les chercheurs ne permettait l’analyse que d’une à deux cellules par jour, le dispositif actuel permet celle de plusieurs centaines de cellules en même temps. En 2014, la technologie a été adaptée sur le bras d’un robot pipeteur commercial. Microfactory, start-up hébergée à l’Institut Pierre-Gilles de Gennes, produit ces puces microfluidiques et grâce à un logiciel développé en parallèle, le robot dispense automatiquement les gouttes dans les plaques.

La bonne marche du processus peut d’ailleurs être contrôlée grâce à une caméra. « D’autres dispositifs existent pour individualiser les cellules mais ce sont des boites noires : on ne voit ni la formation des gouttes, ni la destination des cellules ou quelles gouttes en contiennent une. »

Cell@lone a été soutenu par un programme de maturation de la SATT Lutech.  Des industriels sont actuellement intéressés pour exploiter la technologie.

1 CNRS/Inserm/Université Pierre et Marie Curie.

2 Brevet EP10290526 « Dispositif microfluidique de production et de collecte de gouttelettes de liquide » en propriété CNRS, publié le 05/04/2012.

 

Contacts :

Marie-Claude POTIER / Institut du cerveau et de la moelle épinière / marie-claude.potier@upmc.fr

Luce DAUPHINOT / Institut du cerveau et de la moelle épinière / luce.dauphinot@upmc.fr