Faire léviter des cellules pour les trier sans les toucher. Non, ce n’est pas une nouvelle prouesse de David Copperfield. C’est ce que parvient à faire la puce Medics, une invention de plusieurs équipes du CEA, en partenariat avec Silicon Biosystems, l’université de Bologne et l’Inserm.
Repérer les cellules une à une
Aujourd’hui, l’appareil de tri cellulaire le plus répandu est le cytomètre en flux (voir encadré). Dotée d’une cadence élevée, cette machine présente néanmoins quelques inconvénients : elle ne permet pas le traitement d’échantillons de petite taille et sa précision reste souvent insuffisante pour repérer des cellules rares. La puce Medics, elle, en est capable. « Il ne s’agit pas de concurrencer le cytomètre en flux mais bien de le compléter en palliant ces principaux défauts », précise Alexandra Fuchs, responsable du projet.
Le dispositif consiste en une puce de silicium de 40 mm2 où sont placées un peu plus de 100 000 microélectrodes. Un capot transparent recouvre ce système, formant ainsi une chambre dans laquelle est injectée une solution contenant les cellules. Lorsque certaines microélectrodes sont actionnées, un champ électrique en forme de cage (dite diélectrophorétique) apparaît à un endroit précis juste au dessus de la surface de la puce. La cellule s’y trouvant est littéralement piégée dans cette cage et se met à léviter ! « Il suffit ensuite d’actionner les électrodes les unes après les autres pour déplacer à volonté les cellules choisies, sans aucun contact mécanique », explique Alexandra Fuchs.
Repérer les cellules à l’aide d’une puce
Un logiciel développé spécifiquement pour la puce permet même de piloter plusieurs cages en même temps. Les cellules peuvent alors être amenées sans encombre jusqu’à une chambre de récolte. « Leur repérage se fait soit visuellement au microscope à travers le capot transparent, soit par fluorescence, en marquant celles qui nous intéressent », ajoute la chercheuse.
En manipulant chaque cellule indépendamment, il devient possible de trier et d’analyser des petits échantillons et des populations rares, comme les cellules foetales circulant dans le sang maternel. « En les isolant, il serait possible d’effectuer certains tests et ainsi éviter l’amniosynthèse, qui présente des risques pour le foetus », précise Alexandra Fuchs. Autre application, en cancérologie cette fois : surveiller, chez les patients en rémission, les cellules cancéreuses dormantes qui n’existent parfois qu’en un seul exemplaire par millilitre de sang. Et pourquoi pas, tester les thérapies anticancéreuses avant de les administrer au patient.