Development of original electromagnetic wave microfluidic Lab-On-Chips for cancerous nanovesicle study : Setting innovative diagnosis tools for liquid biopsy analysis in cancerology
Développement de laboratoires sur puce à ondes électromagnétiques pour l’étude du potentiel cancérigène de nano vésicules
Résumé
The tumor aggressiveness refers to several concepts such as the ability to proliferate rapidly, to migrate and to metastasize but also resistance to conventional treatments. One of the hypotheses to explain relapse is the presence of cancer stem cells (CSCs) within the tumor tissue. Their undifferentiated phenotype gives them self-renewal ability, allowing the regeneration of a tumor. However, there is a lack of specific immunofluorescent biomarkers to CSCs. This thesis work consists of developing a novel diagnostic tool to identify and isolate these cells. The proposed approach consists in electro-manipulating biological cells by dielectrophoresis with a microfluidic system implemented on a lab-on-a-chip. We specifically exploit high frequency range (above 50MHz), which can interrogate the internal dielectric properties of each cell, recognize the characteristics of the CSCs intracellular content, and thus measure the electromagnetic signature of the cells. The significant differences between the signatures of differentiated and undifferentiated cell populations highlight the discriminatory capabilities of UHF-DEP technic and the isolation of a target population using an electromagnetic cytometer.
Le terme d’agressivité tumorale englobe plusieurs notions telles que la capacité à proliférer rapidement, migrer et former des métastases mais aussi la résistance aux traitements conventionnels. Une des hypothèses pour expliquer les rechutes, réside dans la présence de cellules souches cancéreuses (CSCs) au sein du tissu tumoral. Leur phénotype indifférencié leur confère des capacités d’auto-renouvèlement, permettant de régénérer une tumeur. L’absence de biomarqueurs antigéniques spécifiques aux CSCs complexifie le problème. Ces travaux de thèse consistent à développer un outil de diagnostic novateur pour identifier et isoler ces cellules. L’approche proposée consiste à électromanipuler les cellules biologiques par diélectrophorèse à un système microfluidique implémenté sur un laboratoire-sur-puce. Nous exploitons spécifiquement des ondes hautes fréquences (supérieures à 50MHz), pouvant interroger les propriétés diélectriques internes de chaque cellule, reconnaître les caractéristiques du contenu intracellulaire des CSCs, et ainsi de mesurer la signature électromagnétique des cellules. L’existence de différences significatives entre les signatures de populations cellulaires différenciées et indifférenciées exergue les capacités discriminatoires de l’UHF-DEP et d’isolation d’une population cible grâce à un cytomètre électromagnétique.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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