Etude des phénomènes d'adhésion entre des cellules B et des gouttes d'huile fonctionnalisées par des anticorps à l'aide de pièges microfluidiques

par Olivier Mesdjian

Thèse de doctorat en Chimie Physique et Chimie analytique

Sous la direction de Yong Chen.

Soutenue le 21-12-2017

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris) , en partenariat avec Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) (laboratoire) .

Le président du jury était Catherine Villard.

Le jury était composé de Paolo Pierobon, Jacques Fattaccioli.

Les rapporteurs étaient Claire Hivroz, Thomas Podgorski.


  • Résumé

    Dans le système immunitaire, l’activation des cellules B nécessite la reconnaissance spécifique par les récepteurs membranaires des cellules B des antigènes portés par cellules présentatrices d’antigènes (macrophages, cellules dendritiques, …). Cette reconnaissance se traduit par une accumulation de protéines adhésives constituant une structure moléculaire appelée synapse immunologique, à partir de laquelle sont extraits les antigènes. Les mécanismes biologiques impliqués dans l’extraction d’antigènes par les cellules B sont encore mal connus. Dans notre étude, nous proposons d’utiliser des gouttes d’huile dont la surface est fonctionnalisée par des anticorps, comme substrat pour l’activation des cellules B. Ces gouttes présentent l’intérêt de posséder une interface liquide et d'être déformables (mesure de forces possible). Afin de mettre en contact les gouttes fonctionnalisées avec les cellules B, nous avons fabriqué un réseau de pièges ayant la forme d’un U répartis dans une chambre microfluidique. La forme de cette chambre a été optimisée de manière à garantir un remplissage efficace des pièges. Le dispositif expérimental mis au point permet de mettre en contact une goutte fonctionnalisée par des anticorps et une cellule B dans plusieurs pièges en parallèle, et d’observer l’évolution du contact dans le temps par microscopie. Nous avons observé que le contact goutte/cellule induisait une accumulation d’anticorps greffés à la goutte au niveau de la zone de contact. La cinétique d’accumulation est mesurée. Des observations en fluorescence des lysosomes des cellules B montrent une polarisation vers la zone de contact, suggérant une réponse de la part de la cellule.

  • Titre traduit

    Study of the adhesion phenomena between B cells and antibody-functionalized oil droplets using microfluidic traps


  • Résumé

    In the immune system, B cell activation is triggered by the specific binding of the B cell receptors with the antigens present on antigen-presenting cells like macrophage, dendritic cells, ... This recognition leads to an accumulation of adhesive proteins at the contact. This molecular structure is called immune synapse, from which the antigens are extracted by the B cell. The precise biological mechanisms implied in the extraction of antigens are still unknown. In our work, we propose to use antibody-coated oil droplets as substrates for the activation of B cells. These droplets have the advantage to have a liquid surface, allowing the antibodies-coated diffusion at their surface. Moreover, these droplets are potentially deformable, so they behave as cellular force probes. Lastly, the droplets have the same size of the B cells, so they mimic the antigen-presenting cells. In order to put in contact the B cells with the droplets, we fabricated a regular network of microfluic traps with U-shape in a microfluic chamber. The shape of the chamber has been optimized to guaranty a good trapping efficiency. Using the traps, we have been able to put into contact one antibody-coated droplet with one B cell in several traps in parallel, and to observe the contact in function of time by fluorescence microscopy. We observed an accumulation of the antibodies coated on the droplet at the surface of contact. The kinetics of accumulation has been measured and the time scale of accumulation has been deduced. Also, observations with fluorescence showed a polarization of the lysosomes near the contact, suggesting a B cell response.


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