Îlots cyborg : l'électronique flexible implantée révèle les principes de maturation électrique des îlots humains

L'électronique flexible implantée lors de la formation des tissus permet des études chroniques de l'électrophysiologie à l'échelle des tissus. Ici, nous intégrons des électroniques extensibles semblables à des tissus pendant l'organogenèse des îlots pancréatiques dérivés de cellules souches humaines, suivant de manière stable la dynamique de déscharges extracellulaires à l'échelle de cellules uniques sur plusieurs mois de maturation fonctionnelle. L'adaptation des méthodes de tri des pics issues des études neuronales révèle des motifs électriques dépendants de la maturation des cellules α et β-like (SC-α et β), et leur dynamique couplée au stimulus. Nous avons identifié deux états électriques majeurs pour les cellules SC-α et β, distingués par leur seuil de glucose pour le déclenchement du potentiel d'action. Nous constatons qu'une capacité d' stimulation hormonale améliorée durant la culture prolongée reflète un nombre croissant de cellules SC-α/β dans des états de décharge basale faible, liés à la régulation à la hausse des gènes du métabolisme énergétique et hormonal. Un enregistrement continu durant la maturation ultérieure par synchronisation avec les cycles d'alimentation quotidiens révèle que les rythmes de sécrétion hormonale à l'échelle des îlots circadiens reflètent une oscillation soutenue et coordonnée des activités électriques au niveau des cellules SC-α et β. Nous découvrons que cela est corrélé à la communication intercellulaire et à l'induction d'un réseau exocytaire, indiquant un rôle des rythmes circadiens dans la coordination des réponses couplées au stimulus à l'échelle du système. Les îlots cyborg révèlent ainsi des principes de maturation électrique qui seront utiles pour construire des...