Les cellules β réagissent aux variations de concentrations de glucose et d’hormones ambiants par des oscillations de leur potentiel de membrane nécessaires à la sécrétion pulsatile des quantités adaptées d’insuline. L’enregistrement de cette activité électrique de manière non invasive par micro-electrode array (MEA) serait particulièrement utile pour étudier leur comportement à long terme. Contrairement aux neurones, les cellules β n’ont jamais été étudiées par cette technique, leurs signaux électriques étant de faible amplitude. Nous avons donc d’abord étudié la faisabilité de cette approche sur ces cellules, puis nous avons utilisé cette technique pour étudier l’interdépendance entre les voies de signalisation Ca²⁺- et AMPc-dépendantes.

Des cellules β clonales INS-1E et des cellules d’îlots de Langerhans de souris ont été cultivées pendant 5-7 jours sur des MEA à 64 canaux. Les variations de [Ca²⁺]i ont été mesurées sur cellule unique avec la sonde INDO-1.

Nous avons mis au point pour la première fois la culture et l’enregistrement électrophysiologique de cellules β clonales INS-1E sur MEA. En réponse au glucose, la fréquence de décharge de ces cellules augmente de manière significative, reproductible sur plusieurs heures et dose-dépendante. Ces réponses sont supprimées par le diazoxide et potentialisées par la forskoline et le GLP-1. De plus, des potentiels d’action générés par des cellules primaires d’îlots de souris ont pu être enregistrés sur MEA. Enfin cette approche, en association avec des techniques d’imagerie calcique, a été utilisée pour étudier, au moyen d’agents pharmacologiques et de knock-down, l’interdépendance entre les voies Ca²⁺- et AMPc-dépendantes. Nos résultats préliminaires indiquent une interdépendance étroite entre ces voies, ce qui pourrait être déterminant au niveau du couplage stimulus-sécrétion dans les conditions normales et pathologiques.

Nos résultats montrent la faisabilité des enregistrements électriques des cellules β à long terme et de manière non invasive sur MEA, ainsi que leur application à l’exemple de l’étude de l’interdépendance des voies de signalisation.