Les étudiants de Sup’Biotech à la pointe de la microscopie avec le CEA !

Pour faire avancer la recherche de son laboratoire CellTechs associé au Commissariat à l’Énergie atomique et aux Énergies alternatives (CEA), mais aussi permettre à ses futurs ingénieurs d’aller plus loin dans leur formation, Sup’Biotech a récemment contribué à l’acquisition d’un microscope de pointe d’une valeur de près de 200 000 euros. Travaillant actuellement en tant que doctorant au CEA où est hébergé ce microscope à feuillet de lumière, Ferid Nassor (Sup’Biotech promo 2015) dévoile l’innovation que représente un tel investissement dans l’exploration des mécanismes au sein des mini-cerveaux humains fabriqués par CellTechs.

Ferid Nassor, un Ancien au CEA

Quel est le rôle de ce microscope dans votre thèse ?
Dans le cadre de ma thèse, l’objectif est de pouvoir imager en 3D les organoïdes cérébraux ou mini-cerveaux pour étudier des maladies neurodégénératives, telle que la maladie d’Alzheimer. Ces mini-cerveaux sont cultivés à partir de cellules souches pluripotentes induites – ou IPS – que l’on a en collaboration avec le laboratoire CellTechs de Sup’Biotech également hébergé au sein du CEA dans le service où je travaille. Pour atteindre cet objectif d’imagerie 3D, j’ai testé plusieurs approches, mais c’est la microscopie à feuillet de lumière qui a été retenue car elle donne les meilleurs résultats pour l’acquisition et la reconstitution tridimensionnelle.

Comment fonctionne cette microscopie à feuillet de lumière ?
Pour bien comprendre, il convient de d’abord parler de la microscopie à fluorescence dont le but est de pouvoir observer un objet qui émet de la fluorescence. Pour cela, il faut « exciter » un fluorophore à une longueur d’onde particulière afin qu’il émette une lumière à une autre longueur d’onde que l’on va pouvoir capter. En microscopie à fluorescence « classique », cette excitation se fait sur un même axe que le signal récupéré pour l’émission. En microscopie à feuillet de lumière, cette excitation se fait à 90° par rapport au signal que l’on va récupérer. Cela permet de retirer une partie des interférences, mais également d’avoir ce que l’on va appeler des « sections optiques » : ces dernières consistent à illuminer qu’une partie d’intérêt de l’échantillon plutôt que d’illuminer son ensemble. Chacune de ces sections optiques va correspondre à une petite tranche et l’ensemble de ces tranches vont pouvoir être assemblées par la suite afin d’obtenir l’image 3D.

Quel est l’intérêt de cette reconstitution tridimensionnelle ?
L’organoïde cérébral se comporte comme un mini cerveau humain, mais contrairement à lui, il n’a pas d’architecture prédéfinie. Cela signifie que l’on est face à un mélange de l’ensemble des structures que l’on retrouve dans le cerveau humain. De ce fait, il est nécessaire d’analyser l’ensemble de la structure. Un moyen classique pour y arriver serait de réaliser des coupes physiques et de regarder chacune d’entre elles au microscope. Avec la microscopie 3D, ces coupes ne sont plus nécessaires car l’on va directement imager la structure entière. Cela représente un gain de temps et d’informations considérables. En effet, la méthode classique consiste à inclure l’organe dans de la paraffine pour ensuite faire des coupes fines de quelques micromètres, soit plus fines que l’épaisseur d’un cheveu. Chacune de ces coupes fines est mise sur une lame de verre puis colorée pour être ensuite analysée au microscope. Ce processus prend plusieurs jours et ne donne qu’une information à un endroit donné. Avec la 3D, nous avons également un temps de processing sauf que l’information obtenue porte sur l’ensemble de la structure et pas que sur une seule coupe ! Enfin, c’est aussi un gain en termes de reconstruction car cela permet derrière de visualiser les différentes structures et les replacer dans l’espace. Toutefois, l’organoïde cérébral n’est qu’un exemple d’utilisation : un autre exemple, bien plus connu dans la littérature scientifique, c’est celui des modèles animaux et notamment du cerveau de souris.

Rendu 3D d’un mini-cerveau à l’aide d’une protéine fluorescente

Avoir accès à un tel outil doit être particulièrement appréciable pour un chercheur, non ?
Oui et c’est même une véritable chance car le CEA fait partie des premiers acteurs de la recherche en France à bénéficier de ce système : beaucoup d’autres laboratoires essaient actuellement de s’équiper d’un tel outil, mais comme il s’agit d’un équipement de recherche de pointe, il n’est pas produit en grande quantité. C’est une vraie opportunité de pouvoir se former avec et de savoir l’utiliser.

Cela est aussi une opportunité unique pour les étudiants de Sup’Biotech.
Effectivement. Dans le cadre de leur projet fil rouge, ces derniers sont encadrés par Elise Delage qui, en plus de son rôle d’enseignante à Sup’Biotech, est également ingénieure au CEA. Grâce à cela, plusieurs d’entre eux ont eu la possibilité de tester l’appareil et commencer la mise au point d’un protocole qui va utiliser ce microscope. Cet accès privilégié à un matériel aussi innovant avait logiquement motivé la direction de l’école dans son acquisition : en tant qu’école d’ingénieurs, Sup’Biotech souhaite pouvoir former ses étudiants à une technologie de pointe en microscopie.

Vous en voulez en savoir plus sur la recherche à Sup’Biotech ? Consultez la page dédiée !

Frank Yates, enseignant-chercheur, coordinateur de la recherche à Sup’Biotech et responsable du laboratoire CellTechs, en compagnie d’Elise Delage

Ferid Nassor et Elise Delage

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