La tomographie par cohérence optique plein champ : un nouvel outil de microscopie optique dynamique pour l'analyse du système nerveux entérique - Nantes Université Access content directly
Conference Papers Year : 2022

Full-field optical coherence tomography: a new dynamic optical microscopy tool for the analysis of the enteric nervous system

La tomographie par cohérence optique plein champ : un nouvel outil de microscopie optique dynamique pour l'analyse du système nerveux entérique

Abstract

IntroductionL'imagerie de l'architecture fonctionnelle du système nerveux entérique (SNE) est un défi majeur pour mieux comprendre son rôle dans les maladies intestinales. Or, jusqu'à présent, l'imagerie du SNE sur des pièces opératoires vivantes était limitée par la phototoxicité des colorants utilisés et les problèmes de diffusion du tissu, mais également par le manque de puissance et de résolution des outils pour analyser les tissus en profondeur. La nouvelle génération de techniques d'imageries 3D telles que le Light-CT Scanner ouvre de nouvelles perspectives carelle permet d’imager l’architecture et le contenu cellulaire d’un échantillon biologique frais, sans coloration ni dissection, et ce, en profondeur et à l’échelle micrométrique.Ce tomographe par cohérence optique plein champ (FFOCT) utilise la technologie interférométrique de réfraction de la lumière optique avec unecomposante dynamique appelée imagerie dynamique cellulaire (DCI).Matériels et MéthodesDans la présente étude, nous avons imagé par FFOCT des colons distaux détubilisés de souris, en mode statique (S-FFOCT) et en mode dynamique (D-FFOCT). Les images prises par FFOCT au niveau des plexus myentériques ont été analysées et comparées aux images obtenues après marquage des mêmes plexus par immunohistochimie (IHC) avec des anticorps ciblant les cellules gliales (S100b) et les neurones (Hu). A partir de 1000 images S-FFOCT collectées en 3.3s et traitées par transformation de fourrier, une image D-FFOCT est obtenue en RVB (Rouge,Vert, Bleu) où chaque couleur correspond à un intervalle de fréquence : basses fréquences en bleu (0-0.6Hz), moyennes fréquences en vert (0.6-5.4Hz) et hautes fréquences en rouge (5.4Hz-25Hz). L’impact d'une hyperosmolarité ou d'une modulation neuronale sur le signal D-FFOCT, a été respectivement analysé par l'addition de D-mannitol ou par un traitement avec de la tétrodotoxine (TTX) ou de la vératridine.RésultatsL’imagerie par S-FFOCT de la paroi intestinale a révélé une couche intermédiaire particulière avec un réseau peu réfractaire, située entre les couches musculaires circulaires et longitudinales très réfractaires. La superposition des images S-FFOCT et IHC montre que ce réseau est composé de neurones Hu+ et de cellules gliales S100b+, correspondant au plexus myentérique. L’utilisation du mode dynamique DFFOCT a permis une visualisation subcellulaire de ce plexus avec des structures nucléaires visibles au niveau des ganglions. La superposition d’images D-FFOCT et IHC (S100b, Hu, Dapi) a confirmé que ces structures nucléaires correspondaient aux noyaux neuronaux et gliaux.Lors de l'étude de l’impact d’une modulation de l’activité neuronale sur le signal DFFOCT, nous n'avons pas détecté de modifications de l’activité subcellulaire des neurones entériques après addition de la TTX sur les colons distaux de souris. En revanche, une augmentation significative du signal D-FFOCT dans les hautes fréquences a été observée après l’ouverture des canaux sodiques par la vératridine.Le stress osmotique étant connu pour réguler la morphologie nucléaire, nous avons étudié l'impact de doses croissantes de D-mannitol sur le signal D-FFOCT. Les résultats ont révélé une diminution significative des propriétés dynamiques du SNE.Cet effet est réversible puisque le réseau myentérique retrouve son activité métabolique originelle après rinçage des tissus.ConclusionAvec son module dynamique, la FFOCT apparait comme une nouvelle technique très intéressante pour étudier le SNE. En effet, elle permet une imagerie in situ de haute résolution spatiale, sans traitement ou dissection des tissus. L'origine des signaux optiques observés dans le SNE par D-FFOCT reste à identifier mais nos résultats montrent qu'ils sont impactés par des changements d’osmolarité (DMannitol) ou par des molécules pharmacologiques régulant les canaux voltage dépendants (Vératridine). La FFOCT pourrait donc permettre de visualiser le SNE insitu et détecter des anomalies induites par des pathologies neurodéveloppementales.
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Dates and versions

hal-03548856 , version 1 (31-01-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03548856 , version 1

Cite

T Durand, L Laboudie, Perrine Paul-Gilloteaux, Isabelle Neveu, Philippe Naveilhan, et al.. La tomographie par cohérence optique plein champ : un nouvel outil de microscopie optique dynamique pour l'analyse du système nerveux entérique. JFHOD, Mar 2022, Paris, France. ⟨hal-03548856⟩
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