Afficheurs microfluidiques pour la caractérisation de la dynamique de la voie de signalisation cellulaire Notch

Cell signaling is the fundamental biological process by which cells communicate with each other and their environment through the interaction of different signals. Cell response varies depending on the nature and intensity of a signal, but it is now well known that its temporal profile also plays an important role. Notably, the Notch signaling pathway, important in development and maintaining homeostasis, can lead to different cellular responses depending on its activation dynamics. Thus, the study of cell signaling dynamics requires precise temporal resolution of signal delivery to cells. However, traditional techniques in cell biology focused on manual reagent pipetting do not allow this resolution to be achieved. Pr Thomas Gervais’s research group (Polytechnique Montreal) has developed a technology, the microfluidic display, that could overcome this challenge. These open-space microfluidic devices provide precise spatiotemporal control of fluids and enable delivery of reagents to an open surface, such as a culture dish. The main objective of this project is to demonstrate the potential of microfluidic displays for the study of cell signaling dynamics.

Résumé

La signalisation cellulaire est le processus biologique fondamental par lequel les cellules communiquent entre elles et avec leur environnement par l’entremise de différents signaux. La réponse cellulaire diffère selon la nature et l’intensité du signal, mais il est désormais connu que son évolution dans le temps a également un effet important. Notamment, la voie de signalisation Notch, importante dans le développement et le maintien de l’homéostasie, peut mener à des réponses cellulaires différentes selon sa dynamique d’activation. Ainsi, l’étude de la dynamique de signalisation cellulaire nécessite une résolution temporelle précise de livraison d’un signal aux cellules. Or, les techniques traditionnelles en biologie cellulaire axées sur le pipetage manuel des réactifs ne permettent pas d’atteindre cette résolution. Le laboratoire de Pr Thomas Gervais (Polytechnique Montréal) a développé une technologie, les afficheurs microfluidiques, qui pourrait pallier ce problème. Ces dispositifs de microfluidique ouverte permettent le contrôle spatio-temporel précis de fluides et la livraison de réactifs sur une surface ouverte, telle un plat de Pétri. L’objectif principal de ce projet est de démontrer la pertinence des afficheurs microfluidiques pour l’étude de la dynamique des voies de signalisation.