Suivi ultrasonore de matériaux vivants en culture cellulaire stimulés par des sons audibles

Les organismes vivants sont des matériaux complexes, capables d’interagir avec leur environnement. Leurs fonctionnalités et leurs structures internes peuvent être modifiées à différentes échelles par stimulations acoustiques. Elles permettent notamment de renforcer certaines propriétés existantes pour leur conférer de nouvelles capacités. Dans ce contexte, la compréhension des interactions cellules – ondes acoustiques peut devenir un enjeu majeur pour des applications de santé et de nombreux domaines connexes. Ce travail présente un dispositif expérimental développé pour la stimulation acoustique et le suivi non- destructif par ondes ultrasonores de matériaux vivants en culture cellulaire. Ces matériaux sont constitués entités structurales vivantes (cellules et éléments de croissance cellulaire) contenus dans un fluide (milieu de culture). Le dispositif utilise un système de génération d’ondes basses fréquences (20 Hz – 20 kHz), collé au support de culture (une boîte de Pétri). Le suivi des changements des propriétés mécaniques de ce fluide complexe est réalisé par impédancemétrie ultrasonore hautes fréquences (100 kHz – qq MHz). Pour comprendre les interactions ondes-cellules, la propagation des ondes est simulée numériquement dans un premier temps en considérant une boite de Pétri, utilisée en cavité résonante, remplie d’un milieu de culture avec et sans cellules. Une analyse préliminaire temps-fréquence est mise en œuvre expérimentalement pour valider les résultats. Une validation applicative est enfin proposée dans le cadre d’une étude de l’influence de séquences sonores spécifiques sur la synthèse protéique à l’échelle de la cellulaire. Ces expériences sont menées sur une lignée de cellules de cancer ovarien (notée SKOV3), transfectées par un plasmide exprimant une protéine d’adhérence cellulaire (intégrine), couplée à une sonde fluorescente. La comparaison avec des images obtenues par microscopie confocale doit permettre d’évaluer l’efficacité de cette approche.