Comment calculer les valeurs TEER à partir des mesures de résistance
Voici un guide étape par étape de la formule TEER, de la correction du blanc, de la normalisation à la surface et des erreurs courantes à éviter.
Réponse rapide : TEER (Ohm·cm²) = (R_sample − R_blank) × Surface (cm²). Soustrayez la résistance du blanc de votre insert et milieu de votre lecture d'échantillon, puis multipliez par la surface de la membrane en cm².
La résistance électrique trans-épithéliale/endothéliale (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 TEER soient collectées sous forme de valeurs brutes de résistance en ohms (Ω), une comparaison significative entre expériences, formats d'insert et laboratoires nécessite de convertir ces valeurs brutes en unités standardisées de TEER (Ω·cm²).
Ce guide explique comment calculer précisément les valeurs de TEER à partir des mesures de résistance, y compris la formule, un exemple détaillé et comment éviter les erreurs les plus courantes.
Quelle est la différence entre résistance et TEER ?
Lorsque vous mesurez avec un instrument TEER, l'appareil rapporte la résistance électrique (Ω) à travers la couche cellulaire. Cependant, les valeurs brutes de résistance ne sont pas directement comparables entre les expériences car elles dépendent de deux facteurs physiques :
- La taille de la membrane (surface)
- Le format d'insert ou de puits utilisé
Cela signifie qu'une membrane plus grande aura toujours une résistance plus élevée, même si les propriétés de la barrière sont biologiquement identiques à celles d'une membrane plus petite. Le TEER résout ce problème en normalisant la résistance à la surface, produisant une valeur qui reflète la qualité intrinsèque de la barrière de la couche cellulaire, quel que soit le format d'insert utilisé.
Quelle est la formule pour calculer le TEER ?
La formule standard de calcul du TEER est : TEER (Ω·cm²) = (R_sample − R_blank) × A
Où :
- R_sample = résistance mesurée avec les cellules présentes (Ω)
- R_blank = résistance de l'insert + membrane + milieu sans cellules (Ω)
- A = surface de la membrane (cm²)
Le résultat est le TEER exprimé en ohm-centimètres carrés (Ω·cm²), l'unité standard pour rapporter et comparer l'intégrité de la barrière entre les expériences.
Calcul étape par étape du TEER
Étape 1 : Mesurer la résistance du blanc
Avant de semer 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. Enregistrer un blanc précis est essentiel, et 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 pour le blanc. Cela vous donne R_sample.
Étape 3 : Soustraire le blanc
Soustrayez R_blank de R_sample pour isoler la contribution de résistance 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) pour normaliser la taille de l'insert. Cette étape finale convertit la différence de résistance brute en une valeur TEER standardisée.
Exemple de calcul TEER
Utilisation d'un insert 12 puits avec une surface de 1,12 cm² :
- R_sample = 1200 Ω
- R_blank = 200 Ω
- Surface = 1,12 cm²
TEER = (1200 − 200) × 1,12 = 1000 × 1,12 = 1120 Ω·cm²
Un TEER de 1120 Ω·cm² est cohérent 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 le TEER par la surface ?
Différents formats d'insert ont des surfaces de croissance différentes. Sans normalisation, les valeurs de résistance issues de différentes tailles d'insert ne peuvent pas être comparées. Une membrane plus grande présente physiquement plus de résistance simplement en raison de sa taille, et non d'une fonction barrière plus forte.
Les surfaces courantes des inserts de type Transwell® sont indiquées ci-dessous :
| Format d'insert | Surface approximative (cm²) | Utilisation typique |
| Insert 6 puits | 4,67 cm² | Tests à grande échelle, Western blot |
| Insert 12 puits | 1,12 cm² | Mesure TEER standard |
| Insert 24 puits | 0,33 cm² | Criblage à haut débit |
| Insert 96 puits | 0,07 cm² | Automatisé / haut débit |
Confirmez toujours la surface spécifiée par le fabricant pour votre insert spécifique. Même les inserts du même format de puits peuvent varier selon les fournisseurs.
Comment interpréter vos résultats TEER
Les valeurs de TEER varient considérablement selon le type cellulaire, les conditions de culture et le modèle in vitro utilisé. Il n'existe pas de seuil universel applicable à tous les systèmes. Cela dit, certaines plages de référence générales sont largement citées dans la littérature :
| Modèle de barrière | TEER typique (Ω·cm²) | Notes |
| In vivo BBB (rat) | ~5900 | Référence physiologique supérieure1 |
| Modèle standard de BBB in vitro | ~100–300 | Couches endothéliales primaires ou immortalisées2-3 |
| Modèle avancé de BBB dérivé de cellules iPSC | jusqu'à ~4000 | Co-culture améliorée par acide rétinoïque4 |
| Épithélium intestinal perméable | 50–100 | Perméabilité similaire à celle de l'intestin grêle5 |
| Monocouche Caco-2 (GI) | 150–400 | Modèle largement utilisé pour le transport des médicaments6 |
| 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 serrée9 |
Voici quelques valeurs représentatives de TEER pour des modèles de barrières couramment utilisés. Données compilées à partir de Srinivasan et al. (2015) ; mesures généralement réalisées avec les systèmes WPI EVOM™ équipés d'électrodes STX et/ou de chambres EndOhm. Plus de valeurs sont présentées dans la Note d'application sur les gammes TEER attendues.
Lors de l'interprétation du TEER, envisagez de suivre les valeurs longitudinalement (au fil du temps après le semis) plutôt que de vous fier à une mesure à un seul point. Une courbe TEER croissante qui se stabilise est souvent plus informative qu'une valeur finale unique.
Références
1|Hudson N, Baker FE, Stewart CP, et al. Mesure de la résistance électrique transcapillaire dans la microvasculature cérébrale de rat vivant. Microvasc Res. 1992. (Srinivasan Ref 49)
2|Weksler B, Romero IA, Couraud PO. Le modèle BBB humain hCMEC/D3. Fluids Barriers CNS. 2013. (Srinivasan Ref 54)
3. Raub TJ. Modèles in vitro de résistance endothéliale BBB. In : Pharmaceutical Applications of Cell and Tissue Culture to Drug Transport. Springer. 1990. (Gamme représentative in vitro BBB)
4. Lippmann ES et al. Modèle BBB dérivé d'iPSC avec acide rétinoïque ; TEER jusqu'à 4000 Ω·cm². Fluids Barriers CNS. 2012. (Srinivasan Ref 53)
5. Anderson JM, Van Itallie CM. Perméabilité des jonctions serrées dans les épithéliums gastro-intestinaux. Am J Physiol. 1995. (Srinivasan Ref 74)
6. Hidalgo IJ, Raub TJ, Borchardt RT. Caco-2 comme référence de perméabilité intestinale. Gastroenterology. 1989. (Srinivasan Ref 32)
7. Ehrhardt C et al. TEER ALI trachéale/bronchique humaine 700–1200 mesuré avec EVOM/STX2. Cell Tissue Res. 2002. (Srinivasan Ref 83)
8. Mathias NR et al. TEER Calu-3 300–600 mesuré avec EVOM/STX2. Pharm Res. 2002. (Srinivasan Ref 96)
9. Horie M et al. TEER des cellules épithéliales alvéolaires de type II humaines 1000–2000 mesuré avec EVOM. J Toxicol Sci. 2012. (Srinivasan Ref 106)
Quelles sont les erreurs courantes lors du calcul du TEER ?
❌ Omettre la mesure du blanc
Ne pas mesurer R_blank avant de semer les cellules est l'erreur la plus courante dans les protocoles TEER. Sans soustraire la résistance de fond de la membrane et du milieu, votre TEER calculé sera artificiellement élevé — et non comparable à toute autre expérience où la correction du blanc a été appliquée.
❌ Utilisation de la mauvaise surface
Vérifiez toujours la surface de membrane dans la documentation de votre fabricant d'insert. Ne supposez pas les valeurs de mémoire ou à partir d'un produit d'un autre fournisseur. Même de petites différences dans la surface auront un impact sur votre calcul final de TEER.
❌ Comparer la résistance brute entre expériences
Les valeurs brutes de résistance (Ω) ne sont valides que dans un contexte expérimental unique. Ne comparez jamais des valeurs de résistance entre différents formats d'insert, laboratoires ou systèmes de mesure sans d'abord convertir en TEER normalisée (Ω·cm²).
❌ Conditions de mesure incohérentes
Les lectures TEER sont sensibles à la température, à la composition du milieu, au positionnement des électrodes et au temps d'équilibrage. Des mesures prises avec un milieu froid directement sorti du réfrigérateur, ou avec des électrodes positionnées de manière incohérente, introduiront une variabilité sans rapport avec la biologie de la barrière. Standardisez votre protocole et laissez le milieu s'équilibrer à 37°C avant de mesurer.
❌ Ne pas équilibrer le milieu avant la mesure
Au-delà de la température, la composition ionique du milieu affecte la conductivité. Utiliser un milieu frais d'un lot différent, ou un milieu équilibré en CO₂ pendant des durées différentes, 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 TEER modernes 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 TEER modernes sont conçus pour réduire les sources de variabilité décrites ci-dessus.
Des instruments comme l'EVOM™ Manual fournissent des lectures de résistance stables et à faible bruit et supportent un positionnement cohérent des électrodes, aidant à garantir que vos mesures R_sample et R_blank sont des points de départ fiables pour le calcul.
Pour des flux de travail à plus haut débit, tels que le criblage de composés ou les études longitudinales de l'intégrité de la barrière, des systèmes automatisés comme l'EVOM™ Auto peuvent encore simplifier la collecte des données TEER en éliminant la variabilité liée à la manipulation manuelle des électrodes et en permettant des mesures parallèles sur plusieurs puits.
Questions fréquemment posées sur la TEER
Quelle est une bonne valeur de TEER pour un monocouche cellulaire ?
Cela dépend du type de cellule. 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 avec les plages de référence publiées spécifiques à votre lignée cellulaire et à votre système modèle.
Peut-on calculer la TEER sans mesure de 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, et non seulement celle de la couche cellulaire. Cela gonfle les résultats et rend les comparaisons significatives impossibles. Mesurez toujours R_blank avant de semer les cellules.
En quelles unités le TEER est-il rapporté ?
Le TEER est exprimé en ohm-centimètres carrés (Ω·cm²). Les lectures brutes de l’instrument sont en ohms (Ω). La conversion en Ω·cm² permet la comparaison entre différents formats d’insert et systèmes expérimentaux.
Quelle est la différence entre TEER et résistance ?
La résistance (Ω) est la mesure électrique brute de l’instrument et dépend à la fois de la qualité de la barrière et de la taille physique de la membrane. Le TEER (Ω·cm²) normalise la résistance à la surface de la membrane, ce qui en fait une mesure indépendante de la taille de l’intégrité de la barrière, comparable entre formats et laboratoires.
Quels instruments sont utilisés pour mesurer le TEER ?
Les instruments les plus courants pour mesurer le TEER en culture cellulaire in vitro sont les systèmes à voltmètre tels que la série EVOM™ (World Precision Instruments), les électrodes en forme de baguettes pour mesure manuelle, et les plateformes automatisées de TEER conçues pour les formats multi-puits. Le choix de l’instrument influence la constance du placement des électrodes et la reproductibilité des mesures.
À quelle fréquence faut-il mesurer le TEER ?
La fréquence des mesures dépend de votre protocole expérimental. Pour les études de formation de barrière, des mesures quotidiennes du semis à la confluence sont courantes. Pour les tests en point final, une mesure avant et après traitement peut suffire. Une surveillance longitudinale fournit généralement des données plus interprétables qu’une lecture à un seul instant.
Résumé
Un calcul précis du 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.
- Le TEER normalise la résistance à la surface de la membrane (Ω·cm²)
- Soustrayez toujours R_blank avant d'appliquer la formule
- Utilisez la surface confirmée par le fabricant pour votre insert spécifique
- Standardisez la température, le milieu et le placement des électrodes pour toutes les mesures
- Rapportez les résultats en Ω·cm² pour une comparaison significative entre expériences
Un calcul précis du TEER est essentiel pour interpréter les données de fonction barrière, et pour générer des résultats fiables, reproductibles et publiables en toute confiance.
