L'électroporation (EP) est un procédé physique qui consiste en l'application d'impulsions de champ électrique calibrées conduisant à la perméabilisation transitoire ou permanente de la membrane plasmique.Adapter l'amplitude et la durée des impulsions électriques permet ainsi de créer des altérations transitoires ou irréversibles des cellules. Comprendre les mécanismes impliqués dans ces phénomènes est déterminant pour utiliser la méthode de manière efficace et sécuritaire.

Les techniques dédiées à l'étude de ces phénomènes sont variées.Opérer dans la gamme de fréquence des micro-ondes (0.5 MHz-50 GHz) est particulièrement intéressant, car permet à la membrane cytoplasmique de devenir transparente et au contenu intracellulaire d'être accessible. Dans ces conditions, l'extraction de la permittivité relative de l'interaction champ électromagnétique/cellules biologiques reflète l'état cellulaire. Cette technique, la spectroscopie diélectrique hyperfréquence, se présente ainsi comme une méthode pertinente pour analyser les effets de l'électroporation au niveau intracellulaire. De plus, elle ne nécessite pas de préparation de l'échantillon (méthode non-invasive) et les mesures sont directement réalisées dans le milieu de culture.

Plusieurs objectifs ont été définis lors de cette thèse;le premier objectif abouti représente l'utilisation d'un composant micrométrique microfluidique (=chip) permettant l'électroporation in-situ (on-chip) des cellules soumises aux impulsions électriques. Dans une seconde étape, nous avons étudié, par spectroscopie diélectrique hyperfréquence, la cinétique de la réponse des cellules aux impulsions électriques intenses (perméabilisation cellulaire irréversible). Les résultats obtenus ont été comparés avec une méthode classique : la cytométrie en flux. Nos travaux ont permis de montrer que la spectroscopie diélectrique non seulement révèle l'effet de l'IRE sur les cellules mais est un outil performant qui permet d'étudier la cinétique des altérations cellulaires. Le dernier axe de nos travaux a concerné l'étude de l'effet de l'électrotransfert de molécules cytotoxiques (molécules médicament utilisées en clinique par EP pour le traitement de cellules cancéreuses humaines). Le but de cette dernière étude était de pouvoir distinguer des évènements à des temps plus précoces qu'avec les techniques classiques d'analyse.