Nouveau regard sur la santé animale et application en médecine vétérinaire

Il est possible chimiquement de rendre transparents des échantillons biologiques fixés pour les imager en profondeur par des techniques de transparisation. Co-développées avec des dispositifs innovants de microscopie tridimensionnelle (3D), ces techniques ont révolutionné un grand nombre de domaines de la biologie en permettant la visualisation 3D d'objets biologiques complexes et de grande taille à des résolutions cellulaires. L’IERP a été leader dans le développement de ces techniques pour des applications en Santé Animale à INRAE. Face aux limites instrumentales actuelles, l'IERP et le LuMIn se sont associés pour s'engager dans l'aventure MesoSPIM : une communauté open-source (https://mesospim.org/) qui propose les plans de montage et les logiciels d’acquisition de Microscopes basés sur l’Illumination Sélective d'un Plan par une nappe de lumière (SPIM) capables d’imager de grands échantillons transparisés à une échelle mésoscopique (du mm au cm).

La communauté MesoSPIM propose plusieurs configurations de microscopes, parmi lesquelles nous avons fait le choix du système Benchtop pour des critères de dimension maximale de l’échantillon observable, de résolution transversale et axiale, de modularité de configuration (passage d’échantillons de tailles variées, régimes de résolution…), d’optimisation de la vitesse d’acquisition, et enfin de volumétrie des données acquises, nécessitant la prise en compte du stockage des données. A ce jour, 33 systèmes ont été répertoriés à travers le monde et celui de l'Université Paris Saclay sera le 1er en France.

L’implémentation du système a été initié en Septembre 2024 dans les locaux de l'ENS Paris Saclay. Après 4 mois et grâce à l'implication de Tristan Brechignac, étudiant de SupOptique co-encadré par les biologistes et les physiciens du projet, les premiers échantillons ont été imagés avec succès ! Le MesoSPIM a été déménagé dans les locaux de l'IERP début 2025 et accueillera les scientifiques de la communauté dès son inauguration le 6 juin prochain à INRAE, Jouy en Josas. 

La configuration BenchTop (petite taille et transportable), sera idéale pour l'organisation de formations en imagerie, d'ateliers pratiques (MiFoBio) et de démonstrations lors de journées d’animation scientifiques. Les spécificités du système sont :

• Imagerie de grands volumes : Capable d'imager des échantillons de grande taille (plusieurs cm) avec une excellente qualité d'image (résolution spatiale 1.5 µm en latéral, 3.3 µm en axial sur l'ensemble du champ d'observation) ;
• Axe d’illumination bilatéral, détection horizontale, rotation de l’échantillon à 360° ;
• Adaptabilité : Compatible avec divers milieux de transparisation et indices de réfraction (cuves d'observation de formes et dimensions variables) ;
• Vitesse d'acquisition : Acquisition rapide des données volumétriques ;
• Communauté open-source : Développement et partage des caractéristiques techniques au sein de la communauté MesoSPIM;
• Flexibilité : Le microscope est modulaire, ce qui permet de l'adapter facilement à différents types d'échantillons et de configurations expérimentales.

• Programme et inscription : https://mesospim-upas.sciencesconf.org

Contacts:  

• Christelle Langevin (christelle.langevin@inrae.fr) 
• François Marquier (francois.marquier@ens-paris-saclay.fr)

Référence
Vladimirov N, Voigt FF, Naert T, Araujo GR, Cai R, Reuss AM, Zhao S, Schmid P, Hildebrand S, Schaettin M, Groos D, Mateos JM, Bethge P, Yamamoto T, Aerne V, Roebroeck A, Ertürk A, Aguzzi A, Ziegler U, Stoeckli E, Baudis L, Lienkamp SS, Helmchen F. Benchtop mesoSPIM: a next-generation open-source light-sheet microscope for cleared samples. Nat Commun. 2024 Mar 27;15(1):2679. doi: 10.1038/s41467-024-46770-2. PMID: 38538644; PMCID: PMC10973490.