Les tests cellulaires à haut débit sont un outil de recherche puissant utilisé pour quantifier les réponses de cellules individuelles ou de petites populations de cellules dans des conditions variées. Leurs applications incluent le criblage de médicaments, profilage génomique et études d'impact environnemental.

Cependant, étant donné que la plupart des tests cellulaires reposent sur des mesures moyennes de la population, la capacité de dégager des découvertes importantes et de tirer des conclusions précises peut souvent être compromise en raison de l'hétérogénéité de la population cellulaire.

"La capacité de générer une population cellulaire plus homogène, au moins par rapport à un trait choisi, pourrait aider de manière significative la recherche biologique fondamentale et le développement d'essais à haut débit, " dit John Slater, professeur adjoint de génie biomédical à l'Université du Delaware.

Maintenant, Slater et une équipe de chercheurs de l'Université Duke, Le Baylor College of Medicine et l'Université Rice ont développé une approche basée sur l'image, stratégie de structuration dérivée des cellules qui produit des matrices de cellules homogènes avec des propriétés anatomiques qui imitent les cellules à partir desquelles les motifs ont été dérivés.

Le travail est rapporté dans un document, "Récapitulation et modulation de l'architecture cellulaire d'une cellule d'intérêt choisie par l'utilisateur à l'aide de cellules dérivées, Modélisation biomimétique, " Publié dans ACSNano .

Une caractéristique importante de la technique est qu'elle pourrait fournir un moyen de découpler les influences de plusieurs facteurs sur les processus induits par la mécanotransduction, un terme qui fait référence aux nombreux mécanismes par lesquels les cellules convertissent les stimuli mécaniques en activité biochimique.

Ces facteurs comprennent la structure du cytosquelette, dynamique d'adhésion et tension intracellulaire, qui se combinent pour régir les fonctions de signalisation au sein des cellules et finalement le destin cellulaire.

En outre, il pourrait permettre une récapitulation directe de l'état de tension d'une cellule choisie par l'utilisateur dans une grande population de cellules à motifs.

"La capacité d'affiner l'architecture du cytosquelette, dynamique du site d'adhésion, et la distribution des forces intracellulaires grâce à de simples modifications de motifs « à la volée » offre un niveau de contrôle sans précédent sur la mécanique du cytosquelette, " dit Slater.

Il voit le nouvel outil comme potentiellement synergique avec une technique existante connue sous le nom de FACS (tri cellulaire activé par fluorescence), qui est souvent utilisé avant l'expérimentation pour minimiser le problème d'hétérogénéité.

Slater explique qu'avec FACS, des populations cellulaires homogènes sont générées sur la base de la présence de marqueurs de surface cellulaire spécifiques.

En revanche, avec la nouvelle technique, une cellule d'intérêt peut être choisie sur la base d'une simple analyse d'image de l'expression de la protéine, et une configuration de motif peut être dérivée pour produire un phénotype similaire à la cellule d'intérêt dans une grande population de cellules à motifs.

Cela pourrait conduire un phénotype cellulaire choisi par mécanotransduction et également aider à maintenir des phénotypes qui ont déjà été sélectionnés via FACS.

"Un tel outil pourrait s'avérer extrêmement utile pour étudier l'influence de subtils changements environnementaux locaux sur le comportement cellulaire, par exemple, différenciation des cellules souches, en particulier lors du passage aux plates-formes d'analyse à haut débit et aux analyses unicellulaires, " dit Slater.