Qu’est-ce que le marquage cellulaire ?
Le marquage cellulaire est un test multiplexé haut contenu à base d'images et utilisé pour le profilage cytologique. Dans un test de marquage de cellules, jusqu’à six colorants fluorescents sont utilisés pour marquer les différents composants de la cellule, notamment le noyau, le réticulum endoplasmique, la mitochondrie, le cytosquelette, l’appareil de Golgi et l’ARN. L’objectif est de « peindre » (marquer) la cellule autant que possible afin de capturer une image représentative de la cellule entière.
Le logiciel d’analyse d’images automatisé est utilisé pour extraire des mesures caractéristiques de chaque cellule. Le nombre de mesures uniques est généralement compris entre 100 et 1000 par cellule. Ces mesures incluent généralement l’intensité, la texture, la forme, la taille, ainsi que la proximité d’un objet par rapport à sa structure adjacente, ce qui fournit une indication sur la relation spatiale entre les organites. Ensemble, ces mesures forment le profil phénotypique.

Noyau
Colorant : Hoechst 33342

Mitochondrie
Colorant : Rouge profond MitoTracker

Réticulum endoplasmique
Colorant : Conjugué Concanavalin A/Alexa Fluor 488

ARN cytoplasmique, nucléoles
Colorant : SYT0 14 colorant fluorescent vert pour acide nucléique

Cytosquelette de F-actine, appareil de Golgi, membrane plasmatique
Colorant : Conjugué Phalloïdine/Alexa Fluor 568, conjugué agglutinine de germe de blé/Alexa Fluor 555

Image composite à partir d’actine, de RE (réticulum endoplasmique) et des noyaux
Marquage cellulaire pour le profilage phénotypique
Le profil phénotypique d’une cellule révèle l’état biologique spécifique d’une cellule. Plus spécifiquement, il peut être utilisé pour interroger des perturbations biologiques car la morphologie cellulaire est influencée par des facteurs tels que le métabolisme, l’état génétique et épigénétique de la cellule, et des facteurs environnementaux. En outre, il peut être utilisé pour caractériser des cellules saines par rapport à des cellules malades. Comme un profil phénotypique est une agrégation d’un grand nombre de mesures, il est plus sensible aux écarts ou aux variations des caractéristiques extraites du test de marquage cellulaire. En d’autres termes, un profil phénotypique peut capturer certaines caractéristiques des cellules qui peuvent ne pas être évidentes à l’œil nu.
Dans un entretien avec leScience explorer, Angeline Lim, PhD., explique : « J’aime penser que le marquage cellulaire ou le profilage phénotypique est semblable à la reconnaissance faciale. C’est un peu comme le taguage des gens par Facebook ou iPhoto. Lorsque vous avez une photographie et que vous la taguez, le logiciel en arrière-plan extrait des informations relatives à la photo et calcule un profil. Lorsqu’une autre photo apparaît, le logiciel compare son profil à celui de la photo précédente pour voir s’ils sont identiques ou différents. C’est en fait comme cela que le marquage cellulaire fonctionne. Avec le marquage cellulaire, nous espérons que l’analyse d’images regroupe les cellules semblables par rapport aux cellules différentes, ou les cellules malades par rapport aux cellules saines. Cela peut potentiellement intéresser de nombreuses applications, tout particulièrement dans le domaine de la découverte de médicaments. »
Exemples de cellules traitées et de variations phénotypiques
Voici un exemple dans lequel des cellules traitées montrent des variations évidentes au niveau de leur phénotype ; seules trois des cinq longueurs d’onde figurent dans ce composite : noyaux en bleu, réticulum endoplasmique en vert, actine et appareil de Golgi en rouge.

Cellules non traitées témoins.

Cellules traitées avec de la roténone, une toxine fréquemment utilisée dans les insecticides. Elle est également connue pour inhiber la production d’ATP mitochondrial et s’est révélée avoir une activité anticancéreuse dans diverses cellules cancéreuses.

Cellules traitées avec de la chloroquine. La chloroquine a été développée pour la première fois pour le traitement du paludisme.
Protocole général du test de marquage cellulaire
L’un des avantages du test de marquage cellulaire est que le protocole global est un protocole connu de nombreux biologistes. Tout d’abord, vous étalez les cellules. Ensuite, vous introduisez un type de perturbation ; il peut s’agir d’une perturbation chimique ou génétique (p. ex., ajout de composés, de petites molécules ou d’une librairie d’ARNi). Après une période d’incubation appropriée, les cellules sont marquées avec un ensemble de colorants de marquage cellulaire. Il est également possible d’utiliser d’autres combinaisons de colorants plus adaptées à votre test spécifique.
Une fois les cellules marquées, des images des cellules sont acquises à l’aide d’un imageur haut contenu tel que notre système d’imagerie haut contenu ImageXpress® Micro. Un logiciel d’analyse d’images automatisé comme notre logiciel d’analyse d’images MetaXpress® est utilisé pour extraire les caractéristiques là où des cellules et leurs composants sont identifiés et mesurés. Enfin, les mesures sont traitées en utilisant divers outils d’analyse de données pour créer et comparer les profils phénotypiques, réaliser une analyse de regroupement et identifier les cibles pour dériver les profils morphologiques. Traitement des cellules avec une perturbation chimique ou génétique (p. ex., ARNi, CRISPR,/Cas9) ou des virus.
- Étalement des cellules dans un appareil de laboratoire (plaque à 384 puits)
- Marquage avec des colorants fluorescents (p. ex., Hoechst, phalloïdine, MitoTracker)
- Acquisition d’images des cellules avec un système d’imagerie haut contenu
- Analyse des images des cellules pour extraire les caractéristiques et mesures en utilisant un logiciel d’analyse d’images automatisé
- Dérivation de profils morphologiques à partir des mesures
En savoir plus sur le marquage cellulaire
Le marquage cellulaire devient un outil précieux grâce à ses nombreuses applications potentiellement importantes, notamment dans la découverte des médicaments. Découvrez comment optimiser vos capacités d’imagerie haut contenu et réaliser des tests multiplexés en utilisant des modules préconfigurés ou personnalisés du logiciel MetaXpress afin d’obtenir un profil phénotypique riche en données.
Ressources sur le marquage cellulaire
Affiche scientifique
Organoïdes pulmonaires comme modèle de test pour l’évaluation in vitro des effets de toxicité par l’imagerie haut contenu et l’analyse
Lung organoids as an assay model for in vitro assessment of toxicity effects by 3D high-content imaging and analysis
Les modèles d’organoïde sont de plus en plus populaires dans la recherche biologique et le criblage pour résumer la complexité des tissus réels. Afin de modéliser les poumons humains in vivo, nous avons mis en culture…
Affiche scientifique
Protocole simplifié pour le profilage phénotypique basé sur le test de marquage cellulaire
Simplified workflow for phenotypic profiling based on the Cell Painting assay
Les approches de criblage haut contenu, à paramètres multiples, comme le test de marquage cellulaire, sont de plus en plus utilisées dans de nombreuses applications, allant des programmes de découverte de médicaments à la…
Affiche scientifique
Utilisation d'une source de lumière laser pour l’imagerie haut contenu automatisée pour améliorer la sensibilité, la vitesse et la précision de tests biologiques complexes
Using a laser light source for high-content automated imaging to improve sensitivity, speed, and precision for complex biological assays
Dans cette étude, nous démontrons une amélioration de la sensibilité, de la précision et de la vitesse d’acquisition du test grâce à une nouvelle configuration du système d’imagerie haut contenu ImageXpress® Confocal HT.ai…
Note d'application
Améliorez la sensibilité, la vitesse et la qualité des tests biologiques complexes
Improve sensitivity, speed, and assay quality for complex biological assays
En raison de l’utilisation de plus en plus fréquente de tests cellules 2D et 3D très complexes dans la recherche biologique, il est urgent d’améliorer les capacités de l’imagerie haut contenu automatisée…
Note d'application
Profilage phénotypique haut contenu utilisant le test de marquage cellulaire
High-content phenotypic profiling using the Cell Painting assay
Le profilage phénotypique haut contenu est de plus en plus populaire dans les domaines de recherche allant des études de la fonction génétique, à la découverte de médicaments, en passant par la toxicologie. L’avantage de cette approche réside dans…
Citations
Marquage cellulaire, un test haut contenu basé sur des images utilisé pour le profilage morphologique en utilisant des colorants fluorescents multiplexés
Cell Painting, a high-content image-based assay for morphological profiling using multiplexed fluorescent dyes
Dans le profilage morphologique, les données quantitatives sont extraites des images microscopiques des cellules afin d’identifier les similitudes et les différences pertinentes d’un point de vue biologique dans les échantillons en se basant sur ces…
Fiche technique
Module d’application Cell Scoring à plusieurs longueurs d’onde du logiciel MetaXpress
MetaXpress Software Multi-Wavelength Cell Scoring Application Module
La fiche technique Cell Scoring à plusieurs longueurs d’onde décrit le module d’application MetaXpress qui permet de réaliser de nombreuses mesures cellule par cellule supplémentaires, notamment le comptage par longueur d’onde.
Fiche technique
Module d’application Translocation à plusieurs longueurs d’onde du logiciel MetaXpress
MetaXpress Software Multi-Wavelength Translocation Application Module
Le module Translocation à plusieurs longueurs d’onde est conçu pour combiner ou multiplexer plusieurs sondes de translocation en un seul test. Consultez ce document pour en savoir plus.
Note d'application
Tests multiplexés à haut contenu d’hépatotoxicité à l’aide d’hépatocytes dérivés d’iPSC
Multiplexed high-content hepatotoxicity assays using iPSC-derived hepatocytes
L’hépatotoxicité médicamenteuse est une cause importante de lésion hépatique et d’insuffisance hépatique aiguë. Ainsi, des tests d’innocuité et d’efficacité hautement prédictifs sont essentiels pour améliorer le développement…
Vidéos et webinaires

Libérez la puissance du marquage cellulaire