Université de Montréal Amélioration des techniques de

Université
de
Montréal
Amélioration
des
techniques
de volumétrie,
tant au
niveau technique
et
numérique,
et étude
des
variations
du
volume cellulaire
lors
de chocs
hypotoniques
Par
Nicolas Grouix
Département
de
Physique,
Université
de Montréal
Faculté
des arts
et
des sciences
Mémoire présenté
àla
Faculté
des
études
supérieures
En vue
de l’obtention
du grade
de
maîtrise
En
Physique
Option
Biophysique
Juillet
2006
©,
Nicolas Grouix,
2006
Page
d’identification
du
jury

o
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o

Université
tlh
de
Montréal
Direction
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Université de Montréal
Faculté des études
supérieures
Ce
mémoire intitulé
Amélioration des techniques
de
volumétrie, tant au niveau
technique
que
numérique, et
étude des variations du volume
cellulaire lors de chocs hypotoniques
Présenté par:
Nicotas Grouix
A été évalué par
un jury composé des
personnes
suivantes
Rikard Blunck
Président-rapporteur
Ryszard Grygorczyk
Directeur de
recherche
Jean-Yves Lapointe
Codirecteur
Rémy Sauvé
Membre du jury

SOMMAIRE
Si on
soumet une cellule
à une solution
saline
hypotonique,
celle-ci
va se
mettre
à
augmenter
son
volume.
Il existe plusieurs
moyens
qui
permettent
à la
cellule
de
supporter
ce genre d’état:
la cellule
peut
changer
de forme,
elle peut augmenter
sa
surface en utilisant le
surplus
de
membrane présent
à
la
membrane
et aussi en utilisant
la
membrane provenant
de l’exocytose. À ce
jour, la
source
et la
contribution
relative de
ces
réserves
membranaires ne
sont pas
bien connues.
Le but
de ce
projet
était d’améliorer
une
technique d’imagerie
qui implique
l’acquisition de deux
images (profil et
base) dans le
temps d’une
cellule gonflant
lorsqu’elle
est soumise à un
choc
hypotonique.
Ces
images
permettent par
la suite de
reconstruire
la cellule en
3D et de mesurer les
changements rapides
de
volume et de
surface lors d’un gonflement
cellulaire. Grâce
à
cette
technique,
nous
avons étudié la
contribution
de
membrane
provenant de
la surface et
de
l’exocytose
lors de gonflements
provoqués par
des chocs
hypotoniques à 50% et
à
98%.
La précédente
version
du
montage expérimental
ne nous permettait
pas
d’acquérir simultanément
le profil et la
base de
la cellule.
Il était donc
impossible
d’étudier précisément
les
augmentations
importantes
de volume et de
surface d’une
cellule dont
la base et le profil
changeaient
significativement
durant un gonflement
extrême. L’utilisation
du programme Excel
ralentissait
l’analyse
des
résultats. Dans le
nouveau montage,
nous
avons
ajouté une
seconde
vue
simultanée
et nous avons créé
un
programme
MatLab qui nous a permis
d’analyser
les résultats
plus efficacement
et avec
plus de précision.
Afin de déterminer
l’augmentation maximale qu’une cellule
peut
supporter, nous
les
avons
soumis à
un choc
hypotonique
extrême à 98%
(l’osmolarité
de
la solution
physiologique
a
été baissée
à
2%) afin
de les faire
gonfler jusqu’à la
lyse cellulaire.
Nous
avons produit les courbes
d’augmentation
de volume
et de surface des cellules
de
quatre
lignées cellulaires
différentes (cellules épithéliales
de
poumons
humain
A549 et I6HBEI4o
et des cellules
fibroblastiques, soit
des
NIH-3T3
de
souris
et des
cellules d’ovaires
de hamster
chinois CR0). Ces
tests ont révélés
de très
grandes
réserves de membranes pour
toutes les
cellules des lignées
étudiées. En effet,
les cellules