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L’Université de Zurich utilise le système à large champ ImageXpress pour étudier les interactions hôte-pathogène

« Il était nécessaire d'imager et de quantifier rapidement les formations de plaques virales fluorescentes accompagnées de nombreux autres marqueurs de choix, et ce de manière automatisée et compatible avec le criblage. »

Groupe dirigé par le Professeur-docteur Urs Greber, Institute of Molecular Life Sciences, Université de Zurich, Suisse

Vardan Andriasyan

Fanny Georgi

Robert Witte

Luca Murer

Dr Artur Yakimovich (maintenant au MRC Laboratory for Molecular Cell Biology, University College London)

Système d'imagerie à haut contenu ImageXpress Micro Confocal

ImageXpress Micro XLS Widefield High-Content Analysis System

Le défi

À l’Université de Zurich, les chercheurs s’intéressent aux événements tardifs qui surviennent dans les cellules humaines infectées par des agents pathogènes se répliquant, tels que les virus. Ces événements impliquent généralement le largage de la descendance nouvellement synthétisée du pathogène et sa dispersion vers des cellules hôtes non infectées. Leur objectif global est de découvrir comment les virus prennent le contrôle des dynamiques et fonctions membranaires et lipidiques, des processus de transport cytoplasmique et du métabolisme pour permettre l’expression de leurs gènes, la formation de descendance et enfin leur transmission entre les cellules. Les recherches sont axées sur les adénovirus et les rhinovirus, deux agents à l’origine de maladies respiratoires chez l’homme.

L’un des premiers tests quantitatifs développés en virologie était le test sur plaque. Initialement développé par Renato Dulbecco, ce test mesure la propagation des agents infectieux dans une monocouche de cellules. Toutefois, l’une des limitations de ce test est la lenteur du débit. L’équipe souhaitait donc améliorer ce test en développant une méthode haut débit de microscopie en fluorescence largement applicable pour extraire les caractéristiques pathobiologiques des cellules clonales.

L’Université de Zurich utilise le système à large champ ImageXpress

La solution

Pour réaliser des images et des analyses de cellules infectées, le groupe se sert d’un système ImageXpress® Confocal et d’un système à large champ ImageXpress. En utilisant ces instruments avec le logiciel d’analyse d’images que le groupe a développé en interne, ils ont porté le test sur plaque classique vers un niveau jamais atteint auparavant : Plaque2.0.

L’équipe associe des outils de pointe comme un laboratoire humide, l’imagerie, des outils d’analyse d’images et de données, ainsi que des simulations sur ordinateur pour visualiser, mesurer et prédire les stratégies employées par les différents agents pathogènes dans le but d'assurer leur survie et procréation aux dépens de leur hôte.

« Nous apprécions particulièrement la flexibilité associée à la fiabilité de nos systèmes ImageXpress. Ce sont les machines centrales de notre labo », explique Vardan Andriasyan.

Le résultat

L’utilisation par le groupe de l’imagerie haut contenu afin d’améliorer le test sur plaque classique leur permet d’imager et de quantifier rapidement les formations de plaques virales, accompagnées de nombreux autres marqueurs de choix, d’une manière automatisée et compatible avec le criblage.

En utilisant les systèmes à large champ et confocal ImageXpress pour analyser les événements cellulaires induits par les virus, le groupe peut étudier les changements phénotypiques qui surviennent pendant l’infection. Les mesures multiparamétriques incluent la densité de l’infection, l’intensité, la zone, la forme ou l’emplacement au niveau d’une plaque ou d’une population. L’équipe utilise l’imagerie sur cellules vivantes et en point final de cellules et de virus et l’associe à des analyses biochimiques et des modèles numériques.

Le groupe considère que ces recherches conduiront à de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires sous-jacents aux fonctions cellulaires et aux processus infectieux et qu’elles constitueront une base pour des applications virales en recherche clinique et en biotechnologie. Cela peut permettre la conception de nouveaux agents antiviraux.

L’image composée obtenue par microscope en fluorescence ci-dessous (non à l’échelle) illustre la formation de plaques lors de l’infection de cellules cultivées avec un adénovirus (cellules bleues), des virus de la vaccine (oranges, vertes) et le virus de l’herpès (magenta). Les images ont été acquises avec le système à large champ ImageXpress Micro.

« L’IXM-XL et l’IXM-C nous ont aidés à découvrir un nouvel inhibiteur viral suivant une méthode axée sur les données. »

Inhibiteur viral suivant une méthode axée sur les données

Références

Référence-image

Des informations supplémentaires sur le test Plaque2.0 sont disponibles dans la publication suivante :

Yakimovich, A., Andriasyan, V., Witte, R., Wang, I. H., Prasad, V., Suomalainen, M., & Greber, U. F. (2015). Plaque 2. 0 - A High-Throughput Analysis Framework to Score Virus-Cell Transmission and Clonal Cell Expansion. PloS one, 10 (9) : e0138760.

En savoir plus sur les recherches de l’équipe