Sciences Animales Paris-Saclay
Publication ACS Nano, Grimaud & al.

Étude quantitative in vivo du transport axonal dans le cerveau de larves de poisson zèbre grâce au suivi de nanocristaux en microscopie optique non-linéaire à haute résolution spatiotemporelle

Deux équipes de l’UPSaclay, l’une du laboratoire LuMIn, l’autre de l’unité IERP de l’INRAE ont mis en commun leurs savoir-faire pour développer une méthode de suivi et de mesures fines du transport axonal de compartiments endo-lysosomaux dans le cerveau de larves de poisson zèbre.

Les équipes ont marqué ces compartiments à l’aide de nanocristaux (taille ≈100 nm) à réponse optique non-linéaire (synthétisés au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique). Pour ce faire elles ont injecté les nanocristaux dans le toit optique des larves, où ils sont ensuite endocytés spontanément dans les axones des neurones périventriculaires. La méthode de mesure du transport axonal consiste alors à enregistrer le signal de génération de second harmonique (SHG) des nanocristaux par microscopie à balayage rapide à l’aide d’un microscope à deux photons commercial équipé d’un scanner galvanométrique résonant. À la différence des stratégies s’appuyant sur le suivi de marqueurs fluorescents, la SHG ne photoblanchit jamais et possède un spectre étroit (≈10 nm) permettant d’obtenir un rapport signal/fond élevé même à une cadence de 20 champs de ≈100×100 µm balayés par seconde.

Ces performances, associées aux propriétés de transparence optique de la larve de poisson zèbre ont été notamment exploitées pour mesurer des paramètres du transport axonal dans la lignée transgénique mutante d’un moteur moléculaire kinésine (Kif5aa), en collaboration avec une équipe de l’Institut de la Vision (Paris). La précisions de cette nouvelle méthode de mesure de transport axonal a permis de révéler des anomalies indétectables par une approche conventionnelle d’imagerie de protéines fluorescentes.

Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue ACS Nano de la société américaine de chimie. Le pipeline MINT d’extraction automatique des paramètres de transport axonal à partir des données brutes de vidéo-microscopie a été développé à cette occasion pour faciliter l’analyse d’un grand nombre de données.

La méthode mise au point servira à étudier les liens entre défauts de transport axonal et dysfonctions neuronales in vivo. Dans ce contexte, le poisson zèbre permet de développer des modèles biomédicaux d’intérêt de telles dysfonctions (maladies neurodégénératives, infections cérébrales, vieillissement…), dans lesquels il est possible de cribler des principe actifs thérapeutiques.

Contact :

  • francois.treussart@ens-paris-saclay.fr ou christelle.langevin@inrae.fr ou baptiste.grimaud@ens-paris-saclay.fr

Voir aussi

Baptiste Grimaud, Maxence Frétaud, Feriel Terras, Antoine Bénassy, Karine Duroure, Valérie Bercier, Gaëlle Trippé-Allard, Rabei Mohammedi, Thierry Gacoin, Filippo Del Bene, François Marquier, Christelle Langevin, and François Treussart. ACS Nano Article ASAP. DOI: 10.1021/acsnano.2c06799

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Date de modification : 14 septembre 2023 | Date de création : 12 décembre 2022 | Rédaction : Cellule communication SAPS - P. Huan