L’équipe de recherche réduit les temps de balayage de 88 % grâce au logiciel d’automatisation de la microscopie et d’analyse d’images MetaMorph

Le défi

Les principaux domaines de recherche de l’équipe du Laboratoire de pathobiologie de la barrière muqueuse, Service de pathologie, Hôpital Brigham and Women’s, École de médecine de Harvard sont la biologie épithéliale et muqueuse, la physiopathologie gastro-intestinale et les mécanismes de régulation des jonctions serrées au niveau moléculaire. Dans le cadre de ces travaux, le Dr Turner, Professeur de pathologie et de médecine, et ses confrères ont utilisé des microarrays tissulaires pour permettre l’immunomarquage de 40 ou 50 échantillons sur une seule lame. Malheureusement, ils ne disposaient pas d’un système de balayage de lames clé en main dans leur laboratoire, et aucun des sites centraux qu’ils utilisaient ne possédait de système de balayage de lames par fluorescence. Les solutions alternatives nécessitaient de balayer l’ensemble de la lame, y compris de nombreuses zones dépourvues de tissu, et prenaient plus de 24 heures par lame. L’équipe a cherché à mettre au point un système de balayage de lames automatisé, facile à déployer, qui permette de sélectionner un nombre infini de régions d’intérêt (ROI) individuelles et de mieux gérer la mise au point. En outre, ils avaient besoin d’un système facile à utiliser, permettant un ajustement facile des variables, telles que les canaux fluorescents et les temps d’exposition, et fournissant une assistance pour la sélection des ROI et l’examen des images.

La solution

Avec l’aide de Molecular Devices, l’équipe du Dr Turner a développé un ensemble de journaux personnalisés intégrant le module ScanSlide, qui fonctionnent ensemble et sont accessibles via une barre de tâches unifiée qui guide l’utilisateur. Ce protocole permet :

• le balayage automatisé de plusieurs régions d’intérêt
• la sélection assistée des ROI
• une mise au point par logiciel, personnalisable et fiable
• un examen simple, semi-automatisé et rapide des images d’aperçu
• un assemblage automatisé des images de haute qualité

Ainsi, l’équipe du Dr Turner peut désormais effectuer un balayage à objectif 20x d’une lame contenant 40 coupes de tissu de 3 mm marquées dans cinq canaux en moins de 4 heures. Le Dr Turner explique : « Cela se compare favorablement aux systèmes commerciaux basés sur un microscope. Comme le système est géré par MetaMorph, il permet une flexibilité totale pour modifier tout aspect du système, notamment la modalité d’imagerie, les objectifs utilisés, les sources d’éclairage, les filtres et les caméras. Par exemple, nous avons récemment ajouté une source de lumière commutable (Lumencore Aura III), une roue-filtre d’émission motorisée (Ludl) et un dichroïque multicanal (Semrock) pour éliminer le temps perdu pendant que notre microscope changeait de cubes de filtrage (environ 1 seconde par changement). Cela a permis de réduire d’une heure supplémentaire notre temps d’imagerie. »

Logiciel d’automatisation de la microscopie et d’analyse d’images MetaMorph [production arrêtée]

Détails

Produits utilisés

Le logiciel d’automatisation microscopique et d’analyse d’images MetaMorph® est l’outil de référence du secteur pour l’acquisition par microscope automatisé, le contrôle des dispositifs et l’analyse des images. Depuis plus de 25 ans, il permet aux microscopistes de mieux comprendre la morphologie, la fonction et le comportement des cellules. Il constitue l’interface idéale d'intégration de matériels et périphériques de microscopie à fluorescence disparates au sein d’un unique poste de travail personnalisé et offre tous les outils d'une analyse réaliste des images acquises. Ce logiciel réunit de nombreux modules d’application conviviaux destinés à des analyses spécifiques à la biologie, telles que la signalisation cellulaire.

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Les résultats

• Ce système a permis aux chercheurs d’étudier de nombreux microarrays tissulaires provenant de souris expérimentales (Graham et al., 2019 ; Kuo et al., 2019 ; Nalle et al., 2019 ; Raju et al., 2020) et de biopsies humaines (Turner, 2020)
• Plus de 5 000 images balayées ont été compilées dans l’Atlas of Intestinal Transport accessible au public (https://jrturnerlab.com/database-viewer/atlas-of-intestinal-transport/)
• Les revues et la publication Current Protocols (Abtahi et al, 2021) ainsi qu’une vidéo d’instructions peuvent être visualisées et téléchargées à l’adresse suivante https://jrturnerlab.com/publication/a-simple-method-for-creating-a-high%e2%80%90content-microscope-for-imaging-multiplexed-tissue-microarrays/