Le Centre de lutte contre le cancer Gustave Roussy utilise les systèmes large champ ImageXpress pour étudier les mécanismes de stress et de mort cellulaire dans le traitement du cancer
« Nous avons minutieusement étudié le marché et testé la plupart des systèmes disponibles. » OLIVER KEPP
ENTREPRISE/UNIVERSITÉ
Laboratoire Kroemer, Plateforme de biologie cellulaire, Centre de lutte contre le cancer Gustave Roussy, Paris, France
MEMBRES DE L’ÉQUIPE
Directeur : Guido Kroemer
Responsable d’équipe : Oliver Kepp
Membres de la faculté : Allan Sauvat, Marion Leduc
PRODUITS UTILISÉS
Logiciel d’acquisition et d’analyse d’images à haut contenu d'informations MetaXpress
ImageXpress Micro XLS Widefield High-Content Analysis System
Le défi
Le Laboratoire Kroemer s’intéresse aux mécanismes moléculaires du stress et de la mort cellulaire. Les modalités de stress et de mort cellulaire provoquées pendant le traitement du cancer ont des implications thérapeutiques très importantes. Une recherche systématique a été lancée pour identifier les commutateurs moléculaires qui « décident » quel sous-programme particulier de stress cellulaire ou de mort cellulaire est exécuté de préférence. En outre, les modalités de mort des cellules cancéreuses et leurs impacts sur le système immunitaire sont analysés de manière systématique pour développer des stratégies améliorant les probabilités de réussite thérapeutique.
La plateforme Biologie cellulaire (illustration à droite) du Laboratoire Kroemer est utilisée comme plaque tournante pour le criblage, car elle offre des flux de travail de biologie cellulaire totalement automatisés permettant le criblage phénotypique de grandes bibliothèques de petits ARN interférents et de composés. Ils utilisent une batterie de cellules de biodétection fluorescentes pour évaluer tous les types de stress et de mort cellulaires.
Pour permettre cette recherche de pointe, le groupe avait besoin d’un système d’analyse à haut contenu qu’il pourrait totalement intégrer dans une plateforme automatisée qui inclut également une gestion des composés et une culture cellulaire automatisée.
La solution
Le groupe a minutieusement étudié le marché et testé la plupart des systèmes disponibles avant de se décider pour le système d’analyse haut contenu (HCA) et large champ ImageXpress® Micro XLS. Le groupe possède actuellement cinq systèmes ImageXpress, dont deux sont en permanence intégrés à leur plateforme automatisée, un peut être sorti ou replacé dans la plateforme si besoin et les deux autres sont des systèmes autonomes équipés d’un contrôle environnemental qui permet de valider les résultats issus de la plateforme de criblage dans les tests sur cellules vivantes et sur les systèmes microfluidiques.
La configuration qu’ils ont choisie leur permet d’utiliser des filtres multibandes en association avec des moteurs à lumière LED puissants, ce qui rend l’acquisition extrêmement rapide, car les mouvements mécaniques sont réduits.
Au sujet de la plateforme, Kepp explique « L’intégration des systèmes ImageXpress nous a permis de créer une solution à la fois rapide, grâce aux deux machines à conception identique fonctionnant en parallèle sur la plateforme, et fiable, grâce à la redondance créée ».
Pour l’acquisition et l’analyse des données, l’équipe utilise le logiciel d’acquisition et d’analyse d’image haut contenu MetaXpress® en association avec des algorithmes en R personnalisés.
ImageXpress Micro XLS Widefield High-Content Analysis System
Logiciel d’acquisition et d’analyse d’images à haut contenu d'informations MetaXpress
Produits utilisés
Capturez des images d’organismes entiers ou d’événements cellulaires et intracellulaires
Le système d’analyse haut contenu ImageXpress Micro XLS a été remplacé par le système d’analyse haut contenu ImageXpress Micro 4, qui constitue l’aboutissement de quatre générations d’expertise en matière d’imagerie. La nouvelle conception flexible de ce système ultra-rapide vous permettra de dynamiser vos recherches et d'évoluer ultérieurement vers la microscopie confocale en cas de besoin.
Les résultats
La conception unique de la plateforme du groupe permet à la fois une conception de test extrêmement flexible et un multiplexage, car elle intègre la gestion automatisée de la culture cellulaire et des composés avec trois systèmes d’analyse haut contenu totalement automatisés par un robot industriel.
« Nous trouvons le système ImageXpress et le logiciel MetaXpress fiables et faciles à utiliser. Nous avons codé tous les outils d’exploration de données nécessaires dans R en utilisant la base de données SQL dans laquelle MetaXpress stocke les informations. Cette approche nous permet de passer de l’image à l’histogramme en un temps minimal, ce que nous ne pouvions pas faire auparavant avec notre ancien système d’imagerie », a déclaré Kepp.
Le débit d’un criblage d’un génome entier est de 67 x 384 plaques et la plateforme réalise le criblage d’un génome entier en une semaine. À part pour le criblage de petits ARN interférent, l’automatisation est principalement utilisée pour cribler les banques de composés dans différentes dimensions (concentration, temps, combinaisons).
Comme exemple du type de recherche que cette technologie permet, le groupe a récemment pu montrer que les acides gras trans inhibent l’autophagie induite par les acides gras saturés (image).
Références
Publications récentes
1) Sauvat A., et al. (2018). Trans-Fats Inhibit Autophagy Induced by Saturated Fatty Acids. EBioMedicine. pii: S2352-3964 (18) 30115-4. [Diffusion en ligne avant l’impression].
2) Bezu L., et al. (2018). eIF2α phosphorylation is pathognomonic for immunogenic cell death. Cell Death & Differentiation. [Diffusion en ligne avant l’impression].
3) Liu P., et al. (2017). Identification of pharmacological agents that induce HMGB1 release. Scientific Reports, 7 (1): 14915.
4) Sauvat A., et al. (2017). Automated Analysis of Fluorescence Colocalization: Application to Mitophagy. Methods in Enzymology, 588: 219-230.
5) Zhou H., et al. (2016). The oncolytic compound LTX-401 targets the Golgi apparatus. Cell Death & Differentiation, 23 (12): 2031-2041.