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 tuer les cellules et donc de capturer un instant donné de la vie cellulaire. Même si les techniques statiques conviennent à certaines applications, elles ne donnent aucune information sur les activités cellulaires. Les approches dynamiques des cellules vivantes facilitent la visualisation de la structure, du comportement ou de la composition des cellules vivantes, sans coloration traditionnelle. Ces techniques sont idéales pour les applications qui doivent reproduire les conditions in vivo, ainsi que pour le développement d'essais prédictifs pour le criblage de médicaments.

Les systèmes d'imagerie de cellules vivantes ont recours à de l'optique, un contrôle environnemental et des réactifs perfectionnés qui rendent possible l'analyse à long terme des cellules de mammifères, de bactéries et de levures. Les systèmes de culture et d'imagerie qui reposent également sur de la microfluidique permettent de maîtriser précisément le microenvironnement de culture, notamment le débit, le mélange gazeux et la température, tout en limitant les contraintes physiques imposées aux cellules. L'imagerie et l'analyse de cellules vivantes convient à un certain nombre d'applications, notamment l'hypoxie, la migration cellulaire, la culture cellulaire en 3D, la dynamique cytosquelettique et le trafic des protéines. Les systèmes perfectionnés permettent d'automatiser les conditions de culture, l'administration et l'élimination des traitements, et les intervalles d'imagerie pour créer des images sous forme d'une image fixe ou de données vidéo.

Réactifs pour l'imagerie des cellules vivantes

Les milieux et suppléments destinés à l'imagerie des cellules vivantes sont conçus pour protéger les cellules des dommages cellulaires induits par la lumière durant les expériences en accéléré. Ces réactifs sont également formulés de façon à présenter un faible niveau d'autofluorescence et de photoblanchiment, ce qui améliore considérablement la qualité des images de cellules vivantes en fluorescence.

Il existe divers colorants pour cellules vivantes qui permettent d'étudier les processus dynamiques des cellules vivantes. Les colorants fluorescents d'organites pour cellules vivantes permettent de colorer sélectivement des 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 augmenter la cytotoxicité. Il est également utile d'employer des colorants pour organites comme contre-colorants en imagerie de cellules vivantes dans les études fonctionnelles.

Des biocapteurs avec de la GFP et de la RFP peuvent aussi être utilisés pour détecter une protéine spécifique ainsi que son emplacement subcellulaire au sein des cellules vivantes, soit par microscopie à fluorescence soit par capture vidéo en accéléré. Les systèmes du type vecteur lentiviral sont un outil très prisé pour introduire des gènes et des produits de gène dans des cellules, avec de nombreux avantages par rapport à la transfection par voie chimique. Au-delà de la détection des organites, les colorants de cellules vivantes capables de pénétrer dans les cellules sont utilisés pour les applications telles que la détection de l'apoptose, l'étude de la viabilité cellulaire, de la santé cellulaire, de l'hypoxie, des espèces réactives de l'oxygène, l'imagerie avec indicateur de calcium, et les expériences sur les cellules souches et les cellules neurales.