Morphoscope

Morphoscope est une plateforme d’innovation technologique pour l’imagerie photonique du vivant. Elle propose son expertise et des équipements de pointe pour l’imagerie cellulaire et tissulaire ainsi que pour l’analyse des données. Initiée par un projet Equipex et hébergée au Laboratoire d’optique et biosciences (LOB) à Palaiseau, la plateforme est adossée à l’équipe Microscopies avancées et physiologie des tissus, regroupant des compétences en optique, instrumentation, mathématiques appliquées et biologie du développement.

La plateforme se distingue par son expertise en imagerie multiphotonique et sa capacité à porter des projets de développement technologique et méthodologique en imagerie. Les axes de développement s’articulent autour de trois aspects complémentaires : l’imagerie de tissus épais, l’imagerie rapide et l’imagerie de super résolution. Parmi les instruments opérés et développés figurent des microscopes multiphotoniques pour l’imagerie de fluorescence (excitation à deux et trois photons) et par génération d’harmoniques (SHG, THG), un microscope intégrant un vibratome pour l’imagerie de grands volumes par coupes sériées, des microscopes à nappe de lumière, des systèmes de super résolution, des moyens de stockage et de traitement des images.

Expertises et services

Microscopie photonique :

• Microscopie confocale,
• Microscopie multiphotonique par excitation à deux et trois photons,
• Microscopie multiphotonique de signaux cohérents : SHG, THG, polarisation,
• Microscopie par durée de vie de fluorescence,
• Microscopie 3D de grands volumes par coupes sériées,
• Microscopie à nappe de lumière par excitation à un photon et deux photons,
• Microscopie de super résolution à illumination structurée.

Autres prestations :

• Formation pratique et théorique sur les microscopes de la plateforme pour une utilisation en toute autonomie, 
• Interprétation et modélisation des signaux cohérents de microscopie multiphotonique,
• Analyse d’images : approches classiques, apprentissage automatisé…
• Recherche et développement : adaptation de protocoles et technologies pour l’imagerie.

Moyens et équipements

Microscopes photoniques commerciaux :

• Microscope confocal inversé à balayage équipé d’un laser blanc (TCS SP8, Leica),
• Microscope multiphotonique droit à balayage équipé de deux lasers femtosecondes accordables (TriM Scope II, Miltenyi Biotec),
• Microscope à nappe de lumière multivues (MuVi SPIM LS, Bruker),
• Microscope de super résolution à illumination structurée (OMX SR, DeltaVision).

Microscopes photoniques de prototypage R&D : 

• Microscope multiphotonique multicouleur de grands volumes par coupes sériées,
• Microscope multiphotonique à trois photons (imagerie en profondeur),
• Microscope multiphotonique SHG, THG, polarisation,
• Microscope multiphotonique de durée de vie de fluorescence (FLIM),
• Microscope multiphotonique à nappe de lumière (imagerie rapide).

Comment soumettre un projet ?

Les projets doivent être soumis par mail aux responsables scientifique et technique de Morphoscope, Emmanuel Beaurepaire et Pierre Mahou. Ils seront évalués par le comité scientifique de la plateforme dans un délai de deux semaines. Un rendez-vous sera ensuite proposé pour préciser les besoins du projet et les solutions d’accompagnement.

Après formation sur les instruments, les microscopes commerciaux de la plateforme sont accessibles sur réservation et en autonomie. Les microscopes prototypes sont quant à eux accessibles sur un mode collaboratif et selon leur disponibilité.

Exemple d'utilisation

Imagerie longitudinale des divisions cellulaires dans le cerveau du poisson zèbre

A l’Institut Pasteur de Paris, Laure Bally-Cuif et Nicolas Dray étudient les mécanismes d’activation et de différentiation des cellules souches neurales dans le télencéphale du poisson zèbre adulte. Afin de comprendre la régulation spatiale et temporelle de ces processus, Morphoscope a aidé les chercheurs à développer un protocole de suivi longitudinal par imagerie biphotonique du télencéphale de poisson adulte sur plusieurs semaines. Cette approche a permis de décrire les règles spatio-temporelles de ces activations et divisions à de telles échelles de temps, et de découvrir un phénomène d’inhibition locale impliqué dans la coordination de ces activations.

La plateforme a accompagné l’équipe de l’Institut Pasteur tout au long du projet : élaboration du protocole d’imagerie, formation sur les microscopes multiphotoniques de Morphoscope pour une utilisation en autonomie et détermination des conditions d’imagerie pour extraire des données quantitatives et observer un même poisson tous les 2-3 jours pendant plusieurs semaines. L’accompagnement a aussi consisté à analyser les données : recalage d’images, identification des cellules en division et analyse spatiale.

Pour en savoir plus : Dray N. et al. (2021). Dynamic spatiotemporal coordination of neural stem cell fate decisions occurs through local feedback in the adult vertebrate brain, Cell Stem Cell, 28(8).

Contact

Morphoscope / Polytechnique bioimaging facility
Laboratoire d'optique et biosciences
Ecole polytechnique, Route de Saclay
91128 Palaiseau
Région : Île-de-France+33 (0)1 69 33 50 63
pierre.mahou@polytechnique.edu
Site de la plateforme

THÉMATIQUES : Imagerie cellulaire, Imagerie in vivo, radiobiologie

RESPONSABLES SCIENTIFIQUES :
Emmanuel Beaurepaire

RESPONSABLES TECHNIQUES :
Pierre Mahou

TUTELLES : CNRS, Ecole polytechnique, Inserm

INFRASTRUCTURES NATIONALES : France BioImaging

LABELLISATION IBiSA : 2019

MOTS CLÉS : Biophotonique, Microscopie multiphotonique, Microscopie à nappe de lumière, Fluorescence excitée à deux photons, Fluorescence excitée à trois photons, Génération de deuxième harmonique, Génération de troisième harmonique, Microscopie par durée de vie de fluorescence, Microscopie par illumination structurée, Polarisation, Embryogenèse, Neurodéveloppement Collagène, Cœur, Cornée, Matrice extracellulaire. Poisson zèbre, Drosophile, Souris, Cultures cellulaires et organotypiques

Fiche mise à jour en 2021

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