Nous développons un nouveau type de capteur hybride bioélectronique, utilisant des Multielectrode-Arrays pour l’enregistrement électrophysiologique de cellules bêta, lesquelles sont sensibles à de multiples paramètres et les traduisent en signaux électriques correspondant au besoin en insuline. Dans ce contexte, il est important de pouvoir diriger les cellules directement sur les microélectrodes. Pour ne pas modifier chimiquement ou physiquement les électrodes (techniquement complexe et avec risque d’altération des cellules), nous avons envisagé d’exploiter la charge électrique des cellules mêmes pour les amener vers les électrodes.

Des billes de polystyrène (10μm diamètre) ont servi de prototypes, avant de procéder aux essais avec des cellules bêta INS-1 832/13. La charge électrique, caractérisée par le potentiel zêta, a été mesurée avec un Zetasizer Nano. Pour assurer la stabilité de la membrane cellulaire (osmolarité 290– 300mosM), la conductivité de la solution a été minimisée (< 10 mS/cm) en remplaçant une partie des espèces ioniques par du mannitol. Des modèles computationnels ont été créés avec le logiciel COMSOL pour calculer la distribution du champ électrique et optimiser la configuration du capteur.

Le potentiel zêta des billes (– 80±1mV) est plus négatif que celui des cellules (– 18,3±7,46mV). Cependant, au cours de l’application d’un champ électrique (1V/cm), nous avons observé sous microscope le déplacement des billes et des cellules vers le potentiel positif. Les modèles computationnels déterminent que l’électrophorèse est plus forte quand les électrodes sont plus grandes et rapprochées. Ces données guideront l’arrangement de nos électrodes.

Grâce à la charge électrique négative des cellules, nous sommes parvenus à les mouvoir avec des forces électriques. Cette nouvelle technologie pourrait être adaptée pour des applications biotechnologiques diverses et évite les problèmes inhérents aux modifications chimiques ou physiques des électrodes. Nos prochaines expériences examineront l’effet de ces forces sur la viabilité et la fonction des cellules bêta issues d’îlots de souris.