Un grand pas vers l'automatisation des tests de biologie cellulaire grâce à des biomatériaux

Publié par Isabelle le 29/09/2022 à 13:00
Source: CNRS INC
Les tests d'adhésion et de réponse cellulaire aux facteurs de croissance sont largement utilisés pour comprendre le comportement des cellules, leur différenciation et leurs disfonctionnements, révélateurs de nombreuses pathologies comme le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement...). Ces tests se font en général sur des plaques de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) composées de 96 "puits" à l'intérieur desquels les cellules sont stimulées par différents facteurs de croissance en solution.

Des scientifiques de l'équipe Biomimetism and regenerative medecine au sein du laboratoire Biosanté (CNRS/CEA/INSERM/Université Grenoble Alpes) ont montré qu'il était possible de conduire des tests encore plus réalistes avec des facteurs de croissance non plus en solution, mais exprimés à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) biomimétiques réalisés par auto-assemblage. Ces biomatériaux qui miment véritablement l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) des cellules sont assemblés pas à pas par un pipetage manuel très chronophage. La possibilité de fabriquer de telles plateformes de tests de façon automatisée serait un énorme atout pour la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) cellulaire.


Illustration du protocole d'automatisation de la construction et l'utilisation de plateformes de tests de biologie cellulaire à base de biomatériaux auto-assemblés.
© Elisa Migliorini

Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...), les scientifiques viennent de développer, en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire des matériaux et du génie physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) (CNRS/Université Grenoble Alpes) et du Laboratoire interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) de physique (CNRS/Université Grenoble Alpes), un protocole entièrement automatisé pour fonctionnaliser des plaques multipuits en verre avec différents matériaux biomimétiques déposés de façon individuelle dans chacun des puits par un robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et...) de manipulation de liquides. La caractérisation de la réponse cellulaire peut ensuite être menée grâce à un système d'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) d'images et d'analyse également automatisés.

Ce protocole a été testé sur l'effet du sulfate d'héparane, un polysaccharide (Les polysaccharides (parfois appelés glycanes ou polyoside) sont des polymères...) présent dans le milieu extracellulaire des tissus animaux, sur la bioactivité de protéines morphogéniques osseuses. Cet outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) s'est avéré extrêmement précis et efficace pour étudier l'impact de nombreux paramètres (jusque 96 différents facteurs) sur la réponse cellulaire. La possibilité de fabriquer ces biomatériaux complexes dans le format standard des plaques 96 puits à l'aide d'un robot permet d'atteindre une complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...), une reproductibilité (La reproductibilité d'une expérience scientifique est une des conditions qui permet d'inclure les...) et une richesse de tests inaccessibles à un utilisateur même expérimenté. Ces résultats sont parus dans la revue Applied Materials and Interfaces.

Référence:
Automated Fabrication of Streptavidin-Based Self-assembled Materials for High-Content Analysis of Cellular Response to Growth Factors
Julius Sefkow-Werner, Jean Le Pennec, Paul Machillot, Bertin Ndayishimiye, Elaine Castro-Ramirez, João Lopes, Christophe Licitra, Irene Wang, Antoine Delon, Catherine Picart etElisa Migliorini,
Applied Materials and Interfaces 18 juillet 2022.
https://doi.org/10.1021/acsami.2c08272
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