Comment calculer les valeurs TEER à partir des mesures de résistance

Ce guide présente étape par étape la formule de la TEER, la correction de la mesure à blanc, la normalisation par rapport à la surface et les erreurs courantes à éviter.

Réponse rapide : TEER (Ohm·cm²) = (R_échantillon − R_vide) × Surface de la membrane (cm²). Soustrayez la résistance à blanc de votre insert et de votre milieu de la mesure de l’échantillon, puis multipliez le résultat par la surface de la membrane en cm².

La résistance électrique transépithéliale/transendothéliale (TEER) est l’une des méthodes les plus utilisées pour évaluer l’intégrité de la barrière cellulaire, la confluence et la perméabilité paracellulaire dans les modèles in vitro. Bien que les mesures de TEER soient recueillies sous forme de valeurs brutes de résistance en ohms (Ω), il est nécessaire de convertir ces valeurs en unités de TEER standardisées (Ω·cm²) pour permettre des comparaisons pertinentes entre les expériences, les formats d’insert et les laboratoires.

Ce guide explique comment calculer précisément les valeurs de TEER à partir des mesures de résistance, notamment la formule, un exemple détaillé et les moyens d’éviter les erreurs les plus courantes.

Quelle est la différence entre la résistance et la TEER ?

Lorsque vous effectuez une mesure avec un instrument de TEER, l’appareil indique la résistance électrique (Ω) à travers la couche cellulaire. Cependant, les valeurs de résistance brutes ne sont pas directement comparables entre les expériences, car elles dépendent de deux facteurs physiques :

• La taille de la membrane (surface)
• Le format de l’insert ou du puits utilisé

Cela signifie qu’une membrane plus grande semblera toujours présenter une résistance plus élevée, même si les propriétés biologiques de la barrière sont identiques à celles d’une membrane plus petite. La TEER résout ce problème en normalisant la résistance par rapport à la surface, ce qui produit une valeur reflétant la qualité intrinsèque de la barrière de la couche cellulaire, quel que soit le format d’insert utilisé.

Quelle est la formule de calcul de la TEER ?

La formule standard de calcul de la TEER est la suivante : TEER (Ω·cm²) = (R_sample − R_blank) × A

Où :

• R_échantillon = résistance mesurée en présence de cellules (Ω)
  
• R_vide = résistance de l’insert + membrane + milieu sans cellules (Ω)
  
• A = surface de la membrane (cm²)

Le résultat est la TEER, exprimée en ohms-centimètres carrés (Ω·cm²), l’unité standard utilisée pour rendre compte de l’intégrité de la barrière et la comparer entre les expériences.

 

Comment calculer les valeurs de TEER à partir de la résistance mesurée

Calcul de la TEER étape par étape

Étape 1 : mesurer la résistance à blanc
Avant d’ensemencer les cellules, mesurez la résistance électrique de l’insert, de la membrane et du milieu de culture seuls. Cette valeur de référence est appelée R_blank. Il est essentiel d’enregistrer une mesure à blanc précise, car sauter cette étape entraînera des valeurs de TEER artificiellement élevées.

Étape 2 : mesurer la résistance de l’échantillon
Une fois que vos cellules ont formé une monocouche confluente, mesurez la résistance de l’insert recouvert de cellules dans les mêmes conditions que celles utilisées pour le blanc. Vous obtenez ainsi R_sample.

Étape 3 : soustraire le blanc
Soustrayez R_blank de R_sample afin d’isoler la contribution de la couche cellulaire elle-même : Résistance corrigée = R_sample − R_blank

Étape 4 : multiplier par la surface
Multipliez la résistance corrigée par la surface de la membrane (en cm²) afin de normaliser la taille de l’insert. Cette dernière étape convertit la différence de résistance brute en une valeur TEER standardisée.

Exemple de calcul de la TEER

Avec un insert à 12 puits doté d’une surface de 1.12 cm² :

• R_échantillon = 1200 Ω
  
• R_vide = 200 Ω
  
• Surface = 1.12 cm²

TEER = (1200 − 200) × 1.12 = 1000 × 1.12 = 1120 Ω·cm²

Une TEER de 1120 Ω·cm² est cohérente avec une monocouche épithéliale bien formée dans de nombreux modèles de barrière in vitro. Comparez toujours vos valeurs aux plages de référence établies pour votre type cellulaire spécifique.

Pourquoi normaliser la TEER par rapport à la surface ?

Les différents formats d’inserts présentent des surfaces de croissance différentes. Sans normalisation, les valeurs de résistance de différentes tailles d’inserts ne peuvent pas être comparées. Une membrane plus grande présente physiquement une résistance plus élevée simplement en raison de sa taille, et non d’une fonction de barrière plus efficace.

Les surfaces courantes des inserts de type Transwell® sont indiquées ci-dessous :

Format de l’insert	Surface approximative (cm²)	Utilisation typique
Insert à 6 puits	4.67 cm²	Essais à grande échelle, Western blot
Insert à 12 puits	1.12 cm²	Mesure TEER standard
Insert à 24 puits	0.33 cm²	Criblage à haut débit
Insert à 96 puits	0.07 cm²	Automatisé / haut débit

Vérifiez toujours la surface spécifiée par le fabricant pour votre insert spécifique. Même des inserts utilisant le même format de puits peuvent varier selon les fournisseurs.

Comment interpréter vos résultats de TEER

Les valeurs de TEER varient considérablement selon le type cellulaire, les conditions de culture et le modèle in vitro utilisé. Aucun seuil universel ne s’applique à tous les systèmes. Cela dit, certaines plages de référence générales sont largement citées dans la littérature :

Modèle de barrière	TEER typique (Ω·cm²)	Remarques
In vivo BHE (rat)	~5900	Valeur de référence physiologique supérieure1
Modèle de BHE in vitro standard	~100–300	Couches endothéliales primaires ou immortalisées2-3
Modèle avancé de BHE dérivé d’iPSC	jusqu’à ~4000	Coculture améliorée par l’acide rétinoïque4
Épithélium intestinal perméable	50–100	Perméabilité de type intestin grêle5
Monocouche Caco-2 (GI)	150–400	Modèle de transport des médicaments largement utilisé6
Culture ALI bronchique	700–1200	Correspondance la plus proche de la barrière des voies respiratoires in vivo7
Monocouche épithéliale Calu-3	~300–600	Modèle pulmonaire in vitro courant8
Cellules épithéliales alvéolaires de type II	1000–2000+	Modèle de barrière alvéolaire étanche9

Voici quelques valeurs représentatives de TEER pour des modèles de barrière couramment utilisés. Données compilées à partir de Srinivasan et al. (2015) ; mesures généralement réalisées avec des systèmes WPI EVOM™ équipés d’électrodes STX et/ou des chambres EndOhm. D’autres valeurs sont présentées dans la note d’application sur les plages de TEER attendues.

Lors de l’interprétation de la TEER, envisagez de suivre les valeurs dans le temps (après l’ensemencement) plutôt que de vous fier à une seule mesure ponctuelle. Une courbe de TEER ascendante qui atteint un plateau est souvent plus informative qu’une seule valeur finale.

Références

1. Hudson N, Baker FE, Stewart CP, et al. Mesure de la résistance électrique transcapillaire dans la microvascularisation cérébrale de rats vivants. Microvasc Res. 1992. (Réf. Srinivasan 49) 
2. Weksler B, Romero IA, Couraud PO. Modèle humain de BHE hCMEC/D3. Fluids Barriers CNS. 2013. (Réf. Srinivasan 54)
3. Raub TJ. Modèles in vitro de résistance endothéliale de la BHE. Dans : Pharmaceutical Applications of Cell and Tissue Culture to Drug Transport. Springer. 1990. (Plage représentative de la BHE in vitro)
4. Lippmann ES et al. Modèle de BHE dérivé de cellules iPSC avec acide rétinoïque ; TEER jusqu’à 4000 Ω·cm². Fluids Barriers CNS. 2012. (Réf. Srinivasan 53)
5. Anderson JM, Van Itallie CM. Perméabilité des jonctions serrées dans les épithéliums gastro-intestinaux. Am J Physiol. 1995. (Réf. Srinivasan 74)
6. Hidalgo IJ, Raub TJ, Borchardt RT. Caco-2 comme référence de perméabilité intestinale. Gastroenterology. 1989. (Réf. Srinivasan 32)
7. Ehrhardt C et al. TEER de cultures ALI trachéales/bronchiques humaines de 700–1200, mesurée avec EVOM/STX2. Cell Tissue Res. 2002. (Réf. Srinivasan 83) 
8. Mathias NR et al. TEER de Calu-3 de 300–600, mesurée avec EVOM/STX2. Pharm Res. 2002. (Réf. Srinivasan 96)
9. Horie M et al. TEER de cellules épithéliales alvéolaires humaines de type II de 1000–2000, mesurée avec EVOM. J Toxicol Sci. 2012. (Réf. Srinivasan 106) 
   

Quelles sont les erreurs courantes lors du calcul de la TEER ?

❌ Omission de la mesure du blanc
Ne pas mesurer R_blank avant l’ensemencement des cellules est l’erreur la plus courante dans les protocoles de TEER. Sans soustraire la résistance de fond de la membrane et du milieu, la TEER calculée sera artificiellement élevée — et ne pourra pas être comparée à celle d’une autre expérience où une correction du blanc a été appliquée.

❌ Utilisation d’une mauvaise surface
Vérifiez toujours la surface de la membrane dans la documentation du fabricant de vos inserts. Ne vous fiez pas à des valeurs mémorisées ni à celles d’un produit d’un autre fournisseur. Même de faibles écarts de surface se répercuteront sur votre calcul final du TEER.

❌ Comparer la résistance brute entre différentes expériences
Les valeurs de résistance brutes (Ω) ne sont valables que dans un même contexte expérimental. Ne comparez jamais des valeurs de résistance entre différents formats d’inserts, laboratoires ou systèmes de mesure sans les convertir au préalable en TEER normalisé (Ω·cm²).

❌ Conditions de mesure incohérentes
Les relevés de TEER sont sensibles à la température, à la composition du milieu, au positionnement des électrodes et au temps d’équilibrage. Les mesures effectuées avec un milieu froid sortant directement du réfrigérateur, ou avec des électrodes positionnées de manière incohérente, introduiront une variabilité qui n’a rien à voir avec la biologie de la barrière. Standardisez votre protocole et laissez le milieu s’équilibrer à 37 °C avant la mesure.

❌ Ne pas équilibrer le milieu avant la mesure
Au-delà de la température, la composition ionique du milieu influe sur la conductivité. L’utilisation d’un milieu frais provenant d’un lot différent, ou d’un milieu ayant été équilibré au CO₂ pendant une durée différente, peut modifier les valeurs de résistance de base et fausser vos résultats. Utilisez le même lot de milieu et le même protocole d’équilibrage pour les blancs et les échantillons.

Comment les systèmes modernes de mesure du TEER améliorent la fiabilité des données

La précision de tout calcul de TEER dépend directement de la qualité des mesures de résistance sous-jacentes. Les instruments modernes de mesure du TEER sont conçus pour réduire les sources de variabilité décrites ci-dessus.

Des instruments comme l’EVOM™ Manual fournissent des relevés de résistance stables et à faible bruit, et assurent un positionnement constant des électrodes, contribuant ainsi à garantir que votre R_échantillon et R_vide les mesures constituent des points de départ fiables pour le calcul.

Pour les flux de travail à plus haut débit, comme le criblage de composés ou les études longitudinales de l’intégrité de la barrière, des systèmes automatisés comme l’EVOM™ Auto peuvent rationaliser davantage la collecte des données de TEER en éliminant la variabilité liée à la manipulation manuelle des électrodes et en permettant des mesures parallèles sur plusieurs puits.

Foire aux questions sur le TEER

Quelle est une bonne valeur de TEER pour une monocouche cellulaire ?
Cela dépend du type cellulaire. Les cellules intestinales Caco-2 atteignent généralement 200–400 Ω·cm² à confluence, tandis que les modèles de barrière hémato-encéphalique comme hCMEC/D3 peuvent afficher des valeurs aussi basses que 20–40 Ω·cm². Comparez toujours ces valeurs aux plages de référence publiées pour votre lignée cellulaire et votre système modèle.

Le TEER peut-il être calculé sans mesure à blanc ?
Techniquement, oui, mais cela ne devrait jamais être fait en pratique. Sans soustraction du blanc, votre valeur de TEER inclut la résistance de la membrane et du milieu, plutôt que celle de la seule couche cellulaire. Cela surestime les résultats et rend impossibles les comparaisons pertinentes. Mesurez toujours R_blank avant d’ensemencer les cellules.

Dans quelles unités la TEER est-elle exprimée ?
La TEER est exprimée en ohms-centimètres carrés (Ω·cm²). Les mesures brutes de l’instrument sont exprimées en ohms (Ω). La conversion en Ω·cm² permet de comparer différents formats d’inserts et systèmes expérimentaux.

Quelle est la différence entre la TEER et la résistance ?
La résistance (Ω) est la mesure électrique brute fournie par l’instrument et dépend à la fois de la qualité de la barrière et de la taille physique de la membrane. La TEER (Ω·cm²) normalise la résistance par rapport à la surface de la membrane, ce qui en fait une mesure indépendante de la taille de l’intégrité de la barrière, comparable entre différents formats et laboratoires.

Quels instruments sont utilisés pour mesurer la TEER ?
Les instruments les plus couramment utilisés pour mesurer la TEER dans les cultures cellulaires in vitro sont les systèmes fondés sur un voltohmmètre, tels que la gamme EVOM™ (World Precision Instruments), les électrodes « baguette » pour les mesures manuelles et les plateformes automatisées de TEER conçues pour les formats multipuits. Le choix de l’instrument influe sur la constance du positionnement des électrodes et la reproductibilité des mesures.

À quelle fréquence la TEER doit-elle être mesurée ?
La fréquence des mesures dépend de votre plan expérimental. Pour les études de formation de la barrière, des mesures quotidiennes, de l’ensemencement jusqu’à la confluence, sont courantes. Pour les essais en point final, une seule mesure avant et après le traitement peut suffire. Le suivi longitudinal fournit généralement des données plus interprétables qu’une mesure effectuée à un seul moment.

Résumé

Un calcul précis de la TEER nécessite trois éléments : une mesure fiable du blanc, la surface correcte de la membrane et des conditions de mesure constantes. La formule est simple, mais la qualité de votre résultat dépend entièrement de la rigueur appliquée à chaque étape.

• La TEER normalise la résistance par rapport à la surface de la membrane (Ω·cm²)
  
• Soustrayez toujours R_vide avant d’appliquer la formule
  
• Utilisez la surface confirmée par le fabricant pour votre insert spécifique
  
• Standardisez la température, le milieu et le positionnement des électrodes pour toutes les mesures
  
• Présentez les résultats en Ω·cm² pour permettre des comparaisons pertinentes entre les expériences

Un calcul précis de la TEER est essentiel pour interpréter les données de fonction de barrière et obtenir des résultats fiables, reproductibles et publiables en toute confiance.

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