La technique du patch-clamp

La technique du patch-clamp est une technique polyvalente d'électrophysiologie utilisée pour étudier les canaux ioniques dans des cellules vivantes isolées, des sections de tissus ou des fragments de membrane cellulaire. Le terme "patch" désigne un petit morceau de la membrane cellulaire et le terme "clamp" désigne le fait de " fixer " l'une des variables électriques (potentiel ou courant) tout en mesurant l'autre. Selon la variable " bloquée ", la technique est plus spécifiquement appelée méthode du blocage de potentiel ou voltage clamp ou méthode du courant imposé ou current clamp. Ces techniques sont particulièrement utiles pour l'étude des cellules excitables comme les neurones.

Les éléments communs utilisés dans cette technique sont :

• un tampon de perfusion où les cellules peuvent survivre (par exemple, CsCl/MgCl₂)

• un circuit électrique composé de :

  • l'embout de la pipette avec une électrode d'enregistrement (normalement en contact avec la cellule)

  • une électrode de masse de référence (normalement en contact avec le tampon de perfusion)

  • cellules d'intérêt entre les électrodes

• un micromanipulateur pour contrôler les électrodes

• différents équipements et logiciels pour amplifier et enregistrer les signaux

Figure 1 : Représentation schématique de certains des composants de la technique du patch-clamp

Après avoir ajouté le tampon de perfusion aux cellules, l'embout de la pipette avec l'électrode d'enregistrement entre en contact avec une minuscule zone de la membrane cellulaire. Ensuite, en fonction du but de l'expérience, il existe différentes variantes de la technique, quelle que soit la variable " fixée " :

• l'enregistrement par contact avec la cellule : La membrane cellulaire n'est pas perturbée. Elle enregistre le potentiel/courant à travers un seul canal ionique. cette technique est utilisée pour comparer les caractéristiques de réponse de différents canaux.

• l'enregistrement sur cellule entière : La membrane cellulaire est rompue et l'intérieur de la pointe avec l'électrode d'enregistrement devient une continuité du cytoplasme de la cellule. Il enregistre le potentiel/courant de la cellule entière.

• l'enregistrement à l'intérieur de la cellule : La membrane cellulaire est perturbée mais la partie de la membrane cellulaire avec le canal ionique à l'intérieur de la pointe de la pipette reste attachée et viable. Cette technique est utilisée pour enregistrer la réponse de la partie intracellulaire de canaux uniques à différents milieux.

• l'enregistrement extérieur : La membrane cellulaire est perturbée et la partie de la membrane cellulaire avec un canal ionique qui reste actif et viable est à l'extérieur de la pointe de la pipette. Lorsque la membrane cellulaire est réparée, la partie extracellulaire du canal est exposée au milieu. Cette technique est utilisée pour étudier comment les signaux chimiques extracellulaires influencent l'activité des canaux ioniques.