Abstract FR:

Au cours des dernières années, une demande croissante d’analyse cellulaire sans étiquette est apparue. Cette demande répond au besoin d’analyse cellulaire dans ses étapes de développement et, peut-être plus important encore, d’étudier l’état physiologique des cellules d’une manière plus simple que d’utiliser des analyses basées sur la fluorescence. Les propriétés mécaniques et optiques des cellules deviennent de puissants biomarqueurs pour discriminer les cellules. La déformation cellulaire induite par la pressionacoustique est mesurée avec le Dispositif Interférométrique Acoustofluidique, développé dans cette thèse, et permet d’étudier la déformabilité cellulaire d’une manière similaire à ce qui est fait pour l’analyse du module d’Young. La déformabilité est un biomarqueur intégral qui résume l’expression du gène cellulaire, tandis que l’indice de réfraction cellulaire est lié à la densité des protéines dans le cytosquelette. Le dispositif interférométrique acoustofluidique, développé pour la mesure des propriétés optomécaniques des cellules sur une base cytométrique, est décrit et caractérisé en détail dans cette thèse. L’appareil permet d’évaluer la taille, la déformabilité et l’indice de réfraction (ou une combinaison de ceux-ci) de cellules non adhérentes au moyen d’un résonateur Fabry-Perot de faible finesse et d’une manipulation acoustique. Lorsqu’une cellule focalisée par le champ acoustique (ou une autre particule de micro-taille) croise l’axe de la cavité Fabry-Perot, elle perturbe le motif de franges du résonateur, décrites par la fonction de transmission d’Airy. Une telle perturbation peut être caractérisée et analysée au moyen des paramètres ρ (rayons des franges d’interférence circulaires), pleine largeur à mi-maximum de la frange individuelle et distance entre les franges (intervalle spectrale libre). L’analyse de la perturbation permet d’évaluer les propriétés optomécaniques de la cellule. La mesure de la déformabilité des algues et descellules de levure a été réalisée pour tester les performances de l’instrument et comparée à la perturbation équivalente introduite par les billes de microgel et par des sphères de polystyrène comme témoins. L’expérience est basée sur l’analyse des images de perturbation des franges induites par les cellules. Lesimages sont acquises dans deux conditions différentes; 1) focalisation acoustique et 2) déformation induite acoustiquement. 180 profils d’intensité indépendants sont récupérés et analysés pour chaque image, permettant une analyse statistique des paramètres: distance focale cellulaire et Finesse du résonateur perturbé. Les résultats montrent un changement dans les propriétés optomécaniques des algues, de la levure et du microgel tandis que l’échantillon de polystyrène reste pratiquement inchangé, comme prévu, car le polystyrène est beaucoup plus rigide qu’une cellule et ne peut pas être déformé par le champ de pression de l’instrument. Ces résultats montrent que la technique acoustofluidique présentée ici est utile pour détecter et mesurer différentes propriétés optomécaniques qui, potentiellement, peuvent être utilisées comme biomarqueurs sans étiquette dans le diagnostic clinique.