Système microfluidique en gouttes pour le criblage d'hybridomes au niveau monocellulaire

Functional single-cell hybridoma screening using droplet-based microfluidics

• Auteur / Autrice : Bachir El Debs
• Direction : Andrew D. Griffiths
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine

Enzyme de conversion de l'angiotensine

Anticorps antitumoraux

Anticorps

Médicaments -- Conception

Criblage pharmacologique

Résumé

µm de diamètre) pour la culture de cellules mammifères. On a utilisé ce système pour sélectionner spécifiquement des cellules hybridomes sécrétant des anticorps inhibant l’Enzyme de Conversion de l’Angiotensine. -1 (ECA-1). L’émulsion contenant les cellules encapsulées dans les gouttes a été incubé pendant 6 heurres pour obtenir une quantité considérable d’anticorps avec l’ECA-1. Ensuite, cette émulsion a été réinjectée dans une puce microfluidique, fusionnée avec des gouttes contenant un mélange réactionnel permettant l’obtention d’un signal fluorescent d° à l’activité de l’ECA-1. Les gouttes ayant une faible intensité de fluorescence ont été triées. Une variance considérable dans le taux d’expression d’anticorps a été constatée au niveau mono-cellulaire au sein d’une même lignée de cellules hybridomes o_ les cellules exprimant un taux élevé d’anticorps ont été isolées et cultivées. Ce système permet le criblage de 5_104 cellules par heure et pourra être utiliser pour le criblage de lymphocytes B non immortalisées.

This thesis describes a microfluidic platform allowing the functional screening of hybridoma cells on the single-cell level. In this system, individual cells from a heterogeneous population are encapsulated into aqueous microdroplets of a water-in-oil emulsion and assayed directly for the release of antibodies inhibiting drug targets. The microfluidic setup comprises a novel fully integrated chip which allows reinjection, fusion and sorting of droplets sufficiently large (~100 µm in diameter) for the cultivation of mammalian cells. We successfully used this device for the specific selection of hybridoma cells releasing antibodies inhibiting angiotensin converting enzyme-1 (ACE-1). After cell encapsulation, the resulting emulsion was incubated off-chip for 6h to obtain significant antibody concentrations. Subsequently, the droplets were reinjected into another chip, fused with a second droplet species containing all components of a fluorescence assay for ACE-1 activity, and droplets with low fluorescence intensity (indicating ACE-1 inhibition) were sorted. A wide variance in antibody expression levels at the single-cell level within a single hybridoma line was observed and high expressors could be sorted and recultivated. The approach enabled screening more than 5_104 cells per hour and should even be applicable to non-immortalized primary B-cells, as no cell proliferation is required.