Définition et implantation d'un nouveau paramètre pour une caractérisation cellulaire optimisée, rapide et précise

 

Yves-Alain Peter

École Polytechnique de Montréal

 

Domaine :techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

L'identification précise et rapide de cellules individuelles dans des échantillons hétérogènes comprenant de nombreux types cellulaires, est essentielle dans de nombreux domaines de recherche et dans des champs d'application en médecine. À ce jour, la caractérisation cellulaire à haut débit se fait dans des cytomètres en flux qui utilisent les paramètres de taille et granularité des cellules en plus de plusieurs mesures de fluorescence obtenues par l'utilisation de colorants ou d'anticorps couplés à des fluorochromes. Nous proposons que la mesure de l'indice de réfraction des cellules individuelles dans un dispositif microfluidique couplé avec la cytométrie en flux permettra de mieux définir une grande variété de lignées ou cellules primaires. Nos données préliminaires indiquent que la mesure de l'indice de réfraction permet de distinguer des sous-types cellulaires différenciés à partir d'une lignée cellulaire, alors que ces mêmes cellules sont indiscernables par cytométrie. Ainsi, le paramètre non-fluorescent qu'est l'indice de réfraction apporte un niveau de résolution supplémentaire.

Nous proposons que la mesure de l'indice de réfraction amènera une meilleure définition et détection des sous-types cellulaires présents dans les échantillons biologiques complexes. À terme, ceci permettra d'améliorer l'identification rapide et précise de sous-types cellulaires.

Objectif 1 – Déterminer l'indice de réfraction de plusieurs types cellulaires. Nous mesurerons l'indice de réfraction de diverses lignées de cellules humaines ainsi que des cellules sanguines primaires provenant de donneurs sains ou porteurs de cellules anormales (leucémiques par exemple) afin d'établir la capacité du dispositif à bien identifier divers types de cellules.

Objectif 2 – Établir la sensibilité de notre dispositif à déceler des cellules anormales parmi des cellules saines. La comparaison de la sensibilité de notre dispositif avec celle d'un cytomètre nous permettra d'évaluer directement la performance de notre approche. Nous utiliserons des cellules anormales (lignées et cellules leucémiques) introduites à des ratios allant d'une cellule sur 100 à une cellule sur 100 000 cellules sanguines normales afin de définir la limite de détection du dispositif.

Objectif 3 – En parallèle aux objectifs 1 et 2, le dispositif sera optimisé afin d'augmenter le débit de cellules analysées et d'accommoder la grande hétérogénéité des cellules présentes dans le sang périphérique. Cet objectif nous permettra de faciliter l'intégration de notre dispositif dans des appareils de cytométrie en flux ou des compteurs de cellules. Cette étape de développement technologique est essentielle pour maximiser le potentiel d'applications de notre technologie.