La synchronisation électrochimique de l'étalement cellulaire sur des surfaces solides

par Marius Socol

Thèse de doctorat en Physique pour les sciences du vivant

Sous la direction de Franz Bruckert.

Soutenue en 2010

à l'Université de Grenoble .


  • Résumé

    La synchronisation des cellules est importante pour l'analyse des processus moléculaires impliqués dans l'étalement la motilité. Les interactions électrostatiques entre les cellules et les surfaces ont été étudiées dans le but de synchroniser la première étape de l'adhésion cellulaire. Les cellules Dictyostelium discoideum marquées avec LimE-GFP ont été utilisées pour le suivi en fluorescence des événements de polymérisation de l'actine. Des pics de fluorescence ont été observés pour les cellules individuelles pendant l'étalement en tampon phosphate. Dans une solution de concentration faible (0. 17 mM tampon phosphate sucrose) les cellules lévitent au dessous des surfaces conductrices (Indium Tin Oxide ITO), à cause de la répulsion électrostatique. Un dispositif électrochimique a été construit dans le but d'appliquer un pulse électrique (+2. 5 V/Ag,AgCI) sur une surface de ITO pendant 0,1 secondes. Dans ces conditions, l'oxydation de l'eau produit des protons qui réduisent la charge de surface négative de l'ITO et ainsi, les cellules sont attirées simultanément. Ces contacts irréversibles avec la surface déclenchent l'étalement cellulaire. Pour 37 parmi les 47 cellule étudiées (80%), apparaissent des pics de fluorescences successives plus au moins réguliers en temps, montrant une activité de polymérisation de l'actine oscillante. Remarquablement, aucun pic de fluorescence n'apparaît dans les 7 premières secondes d'après l'application du pulse. De plus, 29 des cellules parmi les 37 ont eu le premier pic dans un intervalle de 4 secondes, entre 7,5 et Il,5 secondes après le pulse. Ainsi, nous avons obtenu, pour la première fois, la synchronisation de l'étalement cellulaire d'un groupe de cellules grâce à une méthode électrochimique.


  • Résumé

    Cell synchronization is important for the analysis of molecular events involved in cell spreading and motility. Electrostatic interactions between cells and surfaces were investigated in order to synchronize the fIrst step in cell adhesion. LimE-GFP marked Dictyostelium discoideum cells were used for fluorescent tracking of actin polymerization events. Oscillating LimE fluorescent peaks were observed for individual cells in standard phosphate buffer during spreading. At low ionic concentration (phosphate sucrose buffer 0. 17 mM), cells levitate over the conductive surfaces (Indium Tin Oxide, ITO) due to electrostatic repulsion. An electrochemical device was designed in order to apply an J overpotential pulse (+2. 5 V/Ag,AgCI) during 0. 1 s to the ITO surface. Ln these conditions, protons are produced by wate oxidation, which reduce the ITO negative surface charge and thus, attracting the levitating cells simultaneously. Consequently, these irreversible contacts with the surface triggered the onset of cell spreading. For 37 from 47 studied cells (80%), successive fluorescent peaks appear, more or less regularly spaced in time, showing an oscillating actin polymerization activity. Remarkably, no maxima appeared before 7 s after the pulse application. Moreover, 29 cells frOID 37 (79%) had the fIrst peak within 4 seconds interval, between 7. 5 sand 11. 5 s after the pulse. Therefore, we obtained synchronization of the spreading of a cell population for the fIrst time thanks to an electrochemical method.

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  • Détails : 1 vol. (178 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 180 p.

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  • Cote : TS10/GRE1/074/D
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