Analyse d'images et imagerie de cellules vivantes

Systèmes d'imagerie de cellules vivantes

Diverses techniques sont utilisées pour visualiser les structures complexes et le comportement des cellules. Dans les analyses statiques, les cellules sont fixées et colorées, ce qui nécessite de les tuer et ne permet donc de capturer qu’un instant unique dans le temps cellulaire. Si les techniques statiques conviennent à certaines applications, elles ne permettent pas de mieux comprendre les activités cellulaires. Les approches dynamiques sur cellules vivantes permettent de visualiser la structure, le comportement ou la composition des cellules vivantes, sans recourir à la coloration traditionnelle. Ces techniques sont idéales pour les applications qui doivent reproduire les conditions in vivo, ainsi que pour le développement de tests prédictifs destinés au criblage de médicaments.

Les systèmes d’imagerie sur cellules vivantes utilisent une optique de pointe, un contrôle de l’environnement et des réactifs qui permettent des études à long terme sur des cellules de mammifères, bactériennes et de levure. Les systèmes de culture et d’imagerie qui intègrent également la microfluidique permettent un contrôle précis du microenvironnement de culture, tel que le débit, le mélange gazeux et la température, tout en limitant le stress physique subi par les cellules. L’imagerie et l’analyse de cellules vivantes conviennent à un large éventail d’applications, notamment l’hypoxie, la migration cellulaire, la culture cellulaire en 3D, la dynamique du cytosquelette et le trafic protéique. Les systèmes avancés automatisent les conditions de culture, l’administration et le retrait des traitements, ainsi que les intervalles d’imagerie, afin de générer des images pouvant être présentées sous forme d’images fixes ou de vidéos.

Réactifs d’imagerie de cellules vivantes

Les milieux et suppléments d’imagerie de cellules vivantes sont conçus pour protéger les cellules contre les dommages cellulaires induits par la lumière lors d’expériences en time-lapse. Ces réactifs sont également formulés pour présenter une faible autofluorescence et un faible photoblanchiment, ce qui améliore considérablement la qualité des images fluorescentes de cellules vivantes.

Une large gamme de colorants pour cellules vivantes est disponible pour étudier les processus dynamiques des cellules vivantes. Les colorants fluorescents pour organites de cellules vivantes permettent la coloration sélective d’organites spécifiques, tels que la membrane cellulaire, le noyau, le cytoplasme, les mitochondries, les lysosomes, le réticulum endoplasmique (RE), l’appareil de Golgi et les protéines du cytosquelette, le tout sans augmentation de la cytotoxicité. L’utilisation de colorants pour organites comme contre-colorants dans l’imagerie de cellules vivantes est également utile dans les études fonctionnelles.

Les biocapteurs à base de GFP et de RFP peuvent être utilisés pour détecter une protéine spécifique ainsi que la localisation subcellulaire de cette protéine au sein de cellules vivantes, soit par microscopie à fluorescence, soit par capture vidéo en time-lapse. Les systèmes de vecteurs lentiviraux constituent un outil couramment utilisé pour introduire des gènes et des produits géniques dans les cellules, présentant de nombreux avantages par rapport à la transfection chimique. Au-delà de la détection des organites, les colorants perméables aux cellules vivantes sont utilisés pour des applications telles que la détection de l’apoptose, la viabilité cellulaire, la santé cellulaire, l’hypoxie, les études sur les espèces réactives de l’oxygène, l’imagerie par indicateurs de calcium, ainsi que les expériences sur les cellules neuronales ou souches.