Les cultures de cellules humaines en 2D et en 3D, dans les organoïdes, restent aujourd’hui des techniques largement utilisées en Biologie pour la compréhension de maladies, et le développement de nouveaux médicaments. Les avancées en biologie moléculaire ont permis de réaliser des cultures de cellules dérivées de patients et d’en créer des versions miniatures d’organes ayant l’organisation structurelle et fonctionnelle des organes du patient. Néanmoins, l’utilisation de cultures non standardisées rend difficile les techniques de marquage usuelles permettant de contrôler l’état de ces cultures par imagerie optique.
A l’Institut Langevin, l’équipe Imagerie optique plein champ est spécialisée dans le développement de nouvelles microscopies optiques sans marquage qui utilisent les propriétés optiques intrinsèques des tissus biologiques pour contrôler leur état. Notre équipe a notamment inventée une nouvelle technique de tomographie à cohérence optique dynamique qui permet d’observer les cellules vivantes et de mesurer leur activité biologique - liée au métabolisme - via l’analyse des mouvements des organelles et autres structures subcellulaires [1].
Dans une série de 3 nouveaux articles publiés récemment [2-4], notre équipe a revisité cette nouvelle technique pour faciliter l’imagerie de cultures cellulaires sans marquage et la rendre plus accessible aux biologistes et aux médecins. Notamment, un montage de tomographie à cohérence optique dynamique a été intégrée à un module attachable à n’importe quel microscope commercial. Cela a permis à notre équipe de contrôler l’environnement des cultures de cellules, et de réaliser l’imagerie longitudinale d’organoïdes rétiniens pendant plusieurs semaines d’affilée, le tout sans marquage, sans préparation de l’échantillon, et sans aucun photodommage [3].
Si l’imagerie de cultures cellulaires en 3 dimensions a été améliorée par ce dispositif, son design ne permet pas d’imager la surface d’échantillons du fait d’un signal parasite causé par la lamelle de verre sur laquelle repose la culture. Notre équipe a également développé une nouvelle configuration de ce module dédiée à l’imagerie de ces cultures cellulaires proche de la lamelle de verre [4]. Cela ouvre la voie à l’imagerie de cultures de cellules en deux dimensions par tomographie dynamique, notamment l’imagerie de fibroblastes dans l’article. En combinant ces deux configurations dans le même module, il est alors possible de suivre et de comprendre de nouveaux phénomènes biologiques tels la transition 2D vers 3D qui apparaît dans les cultures d’organoïdes [4].
References
[1] Apelian, C., Harms, F., Thouvenin, O., & Boccara, A. C. (2016).
Dynamic full field optical coherence tomography : subcellular metabolic contrast revealed in tissues by interferometric signals temporal analysis.
Biomedical optics express, 7(4), 1511-1524.
[2] Azzollini, S., Monfort, T., Thouvenin, O., & Grieve, K. (2023).
Dynamic optical coherence tomography for cell analysis.
Biomedical Optics Express, 14(7), 3362-3379.
[3] Monfort, T., Azzollini, S., Brogard, J. et al.
Dynamic full-field optical coherence tomography module adapted to commercial microscopes allows longitudinal in vitro cell culture study.
Commun Biol 6, 992 (2023).
[4] Monfort, T., Azzollini, S., Yacoub, T. B., Audo, I., Reichman, S., Grieve, K., & Thouvenin, O. (2023). Interface self-referenced dynamic full-field optical coherence tomography.
Biomedical Optics Express, 14(7), 3491-3505.
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