VIDÉO : Revue du chercheur sur l'EVOM3

par Benjamin Dubansky, PhD, Physiologiste/chercheur animalier

L’EVOM est un type spécial de voltmètre utilisé pour mesurer les propriétés électriques à travers une couche de cellules en culture ou une membrane biologique. C’est le système commercial le plus couramment utilisé pour mesurer à travers une couche de cellules cultivées. Nous mesurons la TEER (TER) - Résistance Électrique Transepitheliale. L’EVOM3 nous permet de zoomer et de mesurer soit la résistance, soit la tension à travers ces membranes ou cellules en culture.

Pourquoi a-t-il été inventé ?

L’EVOM (Epithelial Volt Ohm Meter) a été conçu dans les années 80. Il a été inventé à l’époque où les plaques de culture multi-puits ont été introduites. Peu après, des inserts perméables ont été développés, permettant de suspendre une couche de cellules dans un milieu.

Lorsque vous déposez vos cellules dans ces inserts perméables, elles se divisent et forment une couche confluente à travers l’insert par ailleurs perméable. À mesure que les cellules atteignent la confluence, vous pouvez utiliser l’EVOM pour observer la résistance augmenter jusqu’à atteindre un plateau. Une fois que vous obtenez une couche confluente serrée avec des jonctions intracellulaires, vous pouvez commencer vos expériences.

Quels types d’expériences peut-on réaliser avec un EVOM3 ?

Tout ! Une fois que vous avez une couche confluente avec des jonctions intercellulaires sur un substrat perméable, vous avez essentiellement une couche d’épithélium avec les propriétés de barrière et de transport d’une membrane biologique, mais en culture. Vous pouvez ajouter une substance d’un côté et surveiller le transport ou la réponse cellulaire.

Cela signifie que vous pouvez travailler avec les propriétés de barrière des endothelia, comme la barrière hémato-encéphalique, où vous pouvez suivre le potentiel de perméabilité aux médicaments, ou les effets des xénobiotiques dans des études de toxicité à travers des couches cellulaires épithéliales. L’EVOM3 est capable de gérer des milliers d’applications en sciences fondamentales, y compris des études mécanistiques pour découvrir les mécanismes de transport via les canaux ioniques, le transport médié par récepteurs, le transport paracellulaire, les jonctions intercellulaires, la cicatrisation, le remodelage, et plus encore. Une fois les cellules sur les inserts, elles peuvent aussi être imagées.

En quoi l’EVOM3 est-il similaire à une chambre d’Ussing ?

Cela ressemble à la chambre d’Ussing, mais pas tout à fait. La chambre d’Ussing produit un champ uniforme à travers la membrane, ce qui permet d’appliquer une tension constante à travers l’épithélium et un suivi plus uniforme de toute la feuille d’épithélium en même temps. La chambre d’Ussing est vraiment destinée aux tissus explantés. Par exemple, vous pouvez découper un morceau d’intestin et le cultiver dans une chambre d’Ussing pour étudier le transport ou les propriétés de barrière similaires à ce que je viens de décrire. L’inconvénient d’une chambre d’Ussing est que vous ne pouvez traiter que quelques échantillons à la fois. Une chambre d’Ussing n’est certainement pas une plaque de 24 puits. Il existe des moyens d’adapter l’EVOM3 pour obtenir des données similaires à celles d’une chambre d’Ussing avec un débit plus élevé. Bien que l’EVOM3 ne soit pas aussi précis qu’une chambre d’Ussing, c’est toujours une plateforme solide avec un débit bien supérieur à celui d’une chambre d’Ussing.

La façon la plus simple d’utiliser l’EVOM3 est de prendre vos mesures pendant une expérience pour surveiller les changements qui pourraient survenir au cours d’un traitement. Ou vous pouvez utiliser la configuration d’électrode EndOhm. Bien que l’EVOM3 ne soit pas aussi précis que la chambre d’Ussing, vous pouvez tout de même obtenir des données similaires à celles d’une chambre d’Ussing avec la série EVOM, en particulier les nouveaux modèles (EVOM3).

Pourquoi l’EVOM3 est-il tellement meilleur que les anciens modèles ?

EVOM3 est plus rapide

La nouvelle version, comme vous pouvez l’imaginer, est beaucoup plus rapide. Elle affiche les valeurs plus rapidement, car il y a moins d’attente pour que les valeurs se stabilisent. Cela facilite grandement le passage d’une plaque. La vitesse accrue vous permet de mesurer la même plaque plusieurs fois pour suivre les changements au cours d’une expérience beaucoup plus efficacement qu’avant.

Réglez la résistance

Vous pouvez aussi ajuster la résistance cible. Cela ne semble pas important, mais ça l’est. Les épithéliums des voies respiratoires ou la microvasculature ont une résistance très faible (100 Ω/cm²) contre la barrière hémato-encéphalique qui peut atteindre plusieurs milliers d’ohms (5 000 Ω/cm²). Les systèmes varient aussi.

• Température (37°C vs température ambiante)
• Numéro de passage cellulaire
• Milieu de culture (très important)
• Durée d’attente après confluence
• Configuration des électrodes

Avec le nouvel EVOM3, il existe une fonction automatique pour trouver les plages cibles, car cela peut changer à mesure que les cellules atteignent la confluence. Si vous essayez de cultiver une nouvelle lignée cellulaire, vous ne connaîtrez probablement pas les plages de résistance que vous rencontrerez, et vos valeurs peuvent différer de celles rapportées en raison des facteurs mentionnés ci-dessus. Je mentionne cela à cause de mes propres expériences difficiles en culture cellulaire. Pendant mes études de doctorat, nous faisions des cultures primaires de cellules de branchies de poisson. Ce n’est pas une cible facile. L’ancien EVOM que nous avions nécessitait une personnalisation chez le fabricant pour obtenir la résistance cible pour les branchies de poisson.

Aujourd’hui, le nouvel EVOM3 peut basculer entre plusieurs courants de mesure selon vos plages de résistance cibles, mais il dispose aussi d’un réglage automatique pour la recherche de plage de résistances. Il est beaucoup plus polyvalent pour les cultures primaires ou si vous pensez utiliser plus d’un type cellulaire.

Design pratique

Beaucoup d’appareils ont des pédales, car cela libère les mains. Ici, cela signifie que vous n’avez pas à toucher quoi que ce soit, minimisant ainsi le risque de contamination. La pédale enregistre aussi la mesure. Chaque fois que vous êtes prêt à enregistrer une mesure, vous appuyez sur la pédale, et une lecture est enregistrée.

Le plus intéressant est que les données sont enregistrées dans un format tableur au fur et à mesure que vous passez d’un puits à l’autre. Vous n’avez rien à noter, ce qui libère encore plus vos mains et évite d’entrer et sortir de la hotte. Cela améliore vraiment l’efficacité du travail. Vous devriez voir mes cahiers de laboratoire ! Normalement, il faut de toute façon saisir les données dans un tableur. Maintenant, elles sont automatiquement sauvegardées sur une clé USB au format CSV.

Nouveau design des électrodes

De nombreux facteurs peuvent introduire des incohérences dans les mesures (température, milieu, consommables, temps, plaques et électrodes). Les anciennes électrodes STX2 utilisées dans la plupart des cas nécessitaient une main stable, et il arrivait que, si vous ne teniez pas les électrodes de manière constante (profondeur, angle, etc.), vous risquiez d’obtenir des données incohérentes. Maintenant, les électrodes sont fixées avec un guide qui s’adapte à l’insert du puits. Lorsque vous placez les électrodes dans chaque puits, elles sont toujours au même endroit, à la même profondeur et à la même distance l’une de l’autre, dans chaque cas. Vous pouvez régler l’alignement une fois pour toutes et parcourir une plaque en sachant que vous serez constant. C’est aussi un énorme gain de temps. C’est tellement plus facile à utiliser.

Meilleure résolution, écran tactile, soustraction

Voici d’autres avantages de l’EVOM3 :

• La résolution est meilleure, comme on peut s’y attendre.
• L’affichage moderne et l’interface tactile simplifient l’utilisation.
• Vous pouvez soustraire les valeurs de contrôle. C’est appréciable.
• Comme il est beaucoup plus rapide et que vous obtenez des valeurs plus cohérentes avec les électrodes, les lectures stables et la gestion des données, vous pouvez réaliser des expériences chronométrées.
• Les calculs de TEER sont simples. Il suffit de multiplier la résistance par la surface de l’insert/couche cellulaire. Vous pouvez faire cela dans le temps et observer les changements dans les jonctions intercellulaires, comme les jonctions serrées, ce qui sera semi-quantitatif mais toujours pertinent.

NOTE : Si vous avez besoin de plus de précision, vous pouvez utiliser la configuration d’électrode EndOhm, qui se branche sur l’EVOM3. Pour cela, vous devez retirer l’insert et le placer dans une chambre avec des électrodes parfaitement alignées, un peu comme une chambre d’Ussing. C’est très bien conçu pour obtenir des mesures rapides et cohérentes. Vous devrez manipuler vos inserts. C’est un processus plus lent, mais si vous faites bien le nettoyage et maintenez la stérilité, les électrodes ENDOHM sont impressionnantes. Elles sont un peu plus lentes, donc le débit est moindre, mais bien plus rapide qu’une chambre d’Ussing. Et vous utilisez des cellules en culture, ce qui est un avantage.

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