L'utilisation de la micro-structuration de parylène pour effectuer du positionnement et orientation de cellules est un principe qui a fait l'objet d'une publication récente commune au SATIE et le LBPA dans le cadre de la conférence Biodevices 2011 (Dalmay, 2011). Ces travaux menés au sein de l'IDA ont constitué une première phase de validation. Mais au delà du principe, il nous faut désormais approfondir les résultats et nous soumettons ce projet de manière à pouvoir :
- Etudier plus précisément l'impact de la géométrie de la micro-structuration sur le positionnement cellulaire et l'effet de migration des cellules.
- Développer un procédé technologique complet permettant le développement d'un circuit microfluidique (Verre - PDMS) fermé pouvant être alimenté en continu sur plusieurs jours. Ce procédé devra permettre l'intégration d'électrodes afin de coupler la structuration du substrat avec un champ électrique.
- Valider l'utilisation d'un circuit conjointement à son instrumentation sur un microscope (couplage biologique - fluidique - électrique) avec prise d'image.
Le laboratoire SATIE apporte ses compétences en conception - fabrication de Biopuces et utilisation en interaction avec un champ électrique. Il aura en charge la conception des puces microfluidiques complètes. Le laboratoire LBPA (collaboration avec Patrick Tauc) apporte ses compétences en culture cellulaire, en microscopie et plus spécifiquement sur l'étude de la migration de cellules cancéreuses. Ainsi le développement d'une plateforme optique instrumentée au sein de l'IDA intégrant une puce microstructurée pour un suivi sur plusieurs jours de la migration de cellules est essentielle pour le développement de ce projet. Une équipe de l'Ecole Centrale de Paris est directement intéressée par le développement du projet (équipe de Bertrand Davis, MSSMat). En effet cette équipe collabore avec l'équipe BIOMIS/SATIE (B. LE Pioufle, O. Français) pour développer une puce microfluidique dédiée à l'étude des effets en contraintes de cisaillement sur la croissance de cellule osseuse.
Nous souhaitons développer ce projet sur une durée de 2 ans.
- La première année sera consacrée à l'étude de l'impact de la géométrie microstructurée sur l'effet de positionnement ou un alignement d'une cellule ou d'une ensemble de cellules. On développera la technologie d'une biopuce intégrant les microstructurations, des électrodes et un réseau microfluidique associé. Il faudra mettre en place l'instrumentation électrique, fluidique et le banc optique associé. Nous souhaitons dans ce cadre équiper un microscope de la salle interface (4) de l'IDA d'une platine X-Y motorisée couplé à une enceinte contrôlée en température et CO2.
- La deuxième année sera consacrée aux études biologiques visant i) à caractériser l'effet de sollicitations électriques ou fluidiques sur les cellules ou populations cellulaires structurées et orientées spatialement, ii) à caractériser l'impact d'une structuration de surface sur la migration de cellules cancéreuses.

Les premiers résultats issus de cette collaboration permettront de définir les bases d'un projet qui sera soumis à l'ANR Blanc SVSE5 (Physique Chimie du Vivant et Innovations Biotechnologiques : Axe BioIngénierie) impliquant l'Institut d'Alembert et l'Ecole Centrale Paris (ECP), équipe MSSMat.