Avoir le sens du détail est une compétence essentielle pour de nombreuses professions. En particulier, les biologistes utilisent des techniques spéciales et une technologie de pointe pour analyser les cellules individuelles avec une précision sans précédent. La cytométrie d’impédance est une méthode expérimentale qui peut révéler des caractéristiques spécifiques de cellules individuelles vivantes. Cette technique nécessite une pénétration électrique, dans laquelle un courant haute fréquence peut traverser librement la membrane cellulaire, sans endommager la cellule. Maintenant, des chercheurs japonais ont déterminé les conditions optimales pour effectuer une cytométrie d’impédance. Leurs travaux peuvent conduire à une évaluation rapide des cellules pendant la culture dans des expériences biologiques.
Une méthode améliorée pour mesurer la morphologie et la biomasse de cellules individuelles à l’aide de la cytométrie d’impédance a été introduite dans une étude récemment publiée dans Microsystèmes & Nanoingénierie. La cytométrie d’impédance consiste à appliquer des tensions haute fréquence aux électrodes pour mesurer l’impédance complexe, ce qui peut fournir des informations sur la forme et le volume effectif de la cellule. Dans l’étude, des chercheurs dirigés par l’Institut des sciences et technologies de Nara ont utilisé différentes phases de signaux de tension à quatre fréquences. Ils ont montré que des tensions appliquées avec des fréquences d’environ 7 MHz sont capables de traverser la membrane des cellules d’Euglena gracilis. Des fréquences plus élevées peuvent surveiller les changements de biomasse, tandis que des fréquences plus basses peuvent suivre les changements de volume.
Lorsqu’un champ électrique à haute fréquence pénètre dans la membrane cellulaire, la distribution intracellulaire inégale incline les impulsions d’impédance vers la gauche ou la droite, ce qui a été vérifié dans la simulation et les expériences. « En fin de compte, notre méthode pour déterminer la conductivité de la membrane cellulaire repose sur le degré d’inclinaison provoqué par les impulsions électriques », explique l’auteur Yoichiroh Hosokawa. L’équipe a également réalisé des études d’étalonnage à l’aide de billes pour mieux comprendre les mécanismes physiques sous-jacents de cet effet.
« Cette recherche permet de déterminer facilement la pénétration électrique d’une membrane cellulaire, et la plate-forme proposée est applicable à l’évaluation multiparamètre de l’état de l’organisme pendant la culture », explique l’auteur principal Yaxiaer Yalikun. Cette plateforme peut être facilement intégrée dans des systèmes microfluidiques pour le suivi évolutif d’expériences biologiques.
Le besoin d’une analyse efficace et très précise des cellules individuelles vivantes peut être satisfait par cette nouvelle méthode de cytométrie par impédance développée par l’équipe de recherche dirigée par l’Institut des sciences et technologies de Nara. Les applications futures pourraient être étendues aux cellules des mammifères pour surveiller les changements membranaires spécifiques dans des domaines tels que l’oncogenèse et le vieillissement cellulaire.
Tao Tang et al, Évaluation de la pénétration électrique des membranes cellulaires à l’aide de la cytométrie d’impédance à quatre fréquences, Microsystèmes & Nanoingénierie (2022). DOI : 10.1038/s41378-022-00405-y
Fourni par l’Institut des sciences et technologies de Nara