Développement de tests fonctionnels pour le criblage de l'activité anticorps dans un système microfluidique en gouttelettes

Functional assays for screening antibody activity in droplet-based microfluidics

• Auteur / Autrice : Diana Lieber
• Direction : Andrew D. Griffiths
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hybridomes

Anticorps

Criblage pharmacologique

Microfluidique

Microencapsulation

Biocompatibilité

Surfactants biologiques

Anticorps monoclonaux

Médicaments -- Conception

Mots clés libres

Microfluidique en gouttes

Encapsulation

Tests sur cellule unique à très haut débit

Résumé

Les méthodes de criblage haut-débit sur des cellules nécessitent de petits volumes afin de réduire les coûts et permettre une manipulation rapide des échantillons. En effet, une miniaturisation supplémentaire des technologies classiques de criblage haut-débit en plaques devient problématique à cause de l’évaporation et des forces capillaires. Pour surmonter ces limitations, on a développé des systèmes basés sur la microfluidique en gouttes où des cellules sont cultivées dans des microcompartiments aqueux indépendants entourés d’huile perfluorée inerte. Un tel système permet d’effectuer des analyses automatisées à l’échelle individuelle de chaque compartiment suite à un certain temps d’incubation comme le requiert les tests cellulaires à haut-débit. Nous nous sommes focalisés également sur le développement de tests fonctionnels pour le criblage d’anticorps comme par exemple les anticorps neutralisants le VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine) ou inhibant l’ECA (Enzyme de Conversion de l’Angiotensine). Les approches haut-débit pour la sélection d’anticorps utilisent le « phage display » ou des hybridomes. « Phage display » est une méthode efficace mais permet de sélectionner les anticorps pour leur activité de liaison et non pas de neutralisation. Les hybridomes permettent d’effectuer une sélection en fonction de l’activité neutralisante des anticorps, mais dans cette approche on est limité par le nombre de clones pouvant être sélectionnés. Le but de ce projet était d’établir un nouveau test permettant de sélectionner, au niveau de cellules uniques, des cellules sécrétrices d’anticorps (hybridomes). Ce système pourra être utilisé également pour le criblage de cellules B. Une fois établi, ce système pourrait être utilisé pour le criblage/sélection de beaucoup d’autres anticorps thérapeutiques.

High-throughput, cell-based assays require small sample volumes to reduce assay costs and to allow for rapid sample manipulation. However, further miniaturisation of conventional microtiter plate technology is problematic due to evaporation and capillary action. To overcome these limitations, we developed droplet-based microfluidic platforms in which cells are grown in aqueous microcompartments separated by an inert perfluorocarbon carrier oil. Furthermore, this system allowed for an automated analysis of individual compartments subsequent to an incubation period as required for high-throughput, cell-based assays. In addition, we focused on the development of functional assays for screening antibody activity, e. G. Neutralisation of HIV or the inhibition of ACE-1. Common high throughput approaches for antibody screening use phage display or hybridoma cells. Phage display is powerful but based on binding properties rather than neutralising effects. Hybridoma cells allow for direct screening of neutralising activity, but are very restricted in the number of clones that can be screened due to their generation and proliferation as required for conventional screens. The aim of this study was the development of novel screening technology with the ultimate goal of screening single antibody-releasing cells (hybridoma cells). This system should also allow for direct B-cell screening. Once established, this technology could be used for the screening/ selection of many more therapeutic antibodies.