Une cellule vivante déposée en un clic

SEED Biosciences, une spin-off de l’EPFL, a mis au point un robot pipetteur qui permet de distribuer les cellules une à une. Cette innovation, qui assure fiabilité et traçabilité, a pour objectif de faire gagner temps et argent aux chercheurs en sciences de la vie.


Une spin-off de l’EPFL, SEED Biosciences, a mis au point un robot pipetteur électronique qui permet de distribuer d’une pression du doigt les cellules vivantes sans les abimer et d’enregistrer leur signature électronique afin d’en assurer la traçabilité. Si l’innovation peut paraître anecdotique pour tout un chacun, elle va faire gagner un temps précieux – jusqu’à plusieurs semaines – aux chercheurs en sciences de la vie et ainsi accélérer la recherche dans le domaine pharmaceutique, le cancer ou la médecine personnalisée. La phase de commercialisation de l’appareil a débuté cette année.

Une cellule unique pour créer des lignées

À l’instar des êtres humains, chaque cellule se différencie de ses semblables par diverses caractéristiques : taille, forme, agencement. Depuis quelques années, cette réalité donne du fil à retordre aux chercheurs. Pour permettre une comparaison idéale des échantillons entre eux et maximiser la fiabilité des résultats, le clonage des cellules souches ou des cellules cancéreuses est devenu la norme pour plusieurs organismes de référence, comme la FDA (Food and Drug administration), qui régit le marché des médicaments aux États-Unis. L’utilisation d’une seule et unique cellule pour créer une lignée cellulaire est obligatoire pour les nouvelles thérapies.

La norme actuellement est la dilution répétée des cellules dans le liquide de conservation afin de maximiser l’occurrence de cellules uniques. Ce procédé prend plusieurs semaines, ce qui le rend lent et coûteux. Yann Barrandon, spécialiste des cellules souches aujourd’hui professeur honoraire à l’EPFL, espérait depuis de nombreuses années voir apparaître le dispositif modèle qui permettrait de transformer cette étape en simple formalité afin de faciliter ses recherches et d’assurer une traçabilité. Las de ne rien voir arriver, il a suggéré à deux doctorants, David Bonzon et Georges Muller, de s’y atteler avec l’aide du professeur Philippe Renaud (LMIS4) de la faculté des sciences et techniques de l'ingénieur. Plusieurs années de travail plus tard, ils sont aujourd’hui co-créateur de la start-up SEED Biosciences et viennent, avec d’autres chercheurs, de publier deux articles scientifiques dans SLAS Technology au sujet de leur dispositif. « Plusieurs systèmes sont apparus ces dernières années, mais notre outil appelé Dispencell est le premier à remplir tous les critères : facile d’utilisation, sans impact pour les fonctions de la cellule, pouvant être stérilisé, facilite la traçabilité etc. », souligne David Bonzon, CTO.

Les embouts sont interchangeables afin de faciliter la stérilisation © 2020 Alain Herzog

L’utilisateur pipette 20 microlitres de solution contenant une forte concentration de cellules, aspirant au passage quelques centaines d’entre elles. Il trempe ensuite la pointe de l’appareil dans le réceptacle de destination. Lorsqu’il appuie sur le bouton, une cellule est libérée. Un capteur électronique enregistre la signature électrique de la cellule. Le logiciel, également mis au point par la start-up, est suffisamment précis pour distinguer le passage d’une seule cellule, qui apparaît à l’écran comme un pic unique et de forte amplitude. La différenciation entre les cellules mal en point et les cellules saines est actuellement en cours de développement.

Deux électrodes dans la pointe d’une pipette

Une partie du secret de cet appareil réside sur l’utilisation d’un principe vieux de cinquante ans : le compteur de Coulter. Celui-ci consiste à faire passer une particule entre deux compartiments séparés par un petit orifice tout en appliquant un courant électrique à travers celui-ci. Dans l’embout de la pipette, une électrode est placée contre la paroi et une autre flotte dans le liquide. À l’extrémité, une fine membrane dotée d’une ouverture de 30 μm de diamètre laisse passer les cellules une à une. L'appareil détecte et enregistre chaque particule ou cellule qui traverse l’orifice. Les cellules n’étant pas conductrices, elles provoquent un changement de courant qui dépend de leur volume. La mesure de cette différence donne les indications sur son passage et sa signature. Les pointes de pipette sont prévues pour être stérilisés et remplacées afin de ne risquer aucune contamination.

Destiné dans un premier temps à l’industrie pharmaceutique, mais également très utile pour la médecine personnalisée, ce dispositif fait actuellement l’objet d’une levée de fond afin d’accompagner son lancement sur le marché.