Différentes modalités d'imagerie : application aux glioblastomes Scientifiques : G. Rougon, C. Ricard, Y. Boursier, Lycée Jean Perrin, 1S1 : M. Afouf, N. Attal, E. Bertrand, M. Bourse, C.Faure, M. Fratini, S. Gonçalvés, L. Klinnert, V. Omnes, T. Paris, P. Rebibo. Professeur de SVT : Y. Maillard Introduction : Le microscope biphotonique intravital Plusieurs techniques d'imagerie cérébrale permettent d'étudier l'évolution d'un glioblastome (cancer du cerveau). Chacune des techniques a ses avantages et ses limites. Ainsi, le CT Scan et le microscope à fluorescence biphotonique intravital sont deux techniques complémentaires pour la localisation, et l'analyse de l'évolution d'un gliome inséré dans un modèle animal choisi. Technique, non invasive, utilisant un microscope optique en se servant de la fluorescence de protéines. formation d'images par détection de lumière émise. En effet, on peut faire un croisement de plusieurs souris ayant chacune une protéine de fluorescence différente par type cellulaire. LASER Le microscope biphotonique intravital de l'IBDML (jusqu'à 500 µm sous la surface du cerveau ) Le CT Scan Technique d'imagerie consistant à : ● mesurer l'absorption des rayons X par les tissus. Les contrastes ressortent grâce aux produits qui absorbent les rayons X. ● visualiser facilement l'étendue d'une tumeur en 3D (par rotation de la souris) dans les structures profondes du cerveau. Le CT Scan dans une enceinte hermétique aux rayons X, appareil conçu au CPPM Sous l'effet d'un laser, les tissus émettent des photons ayant différentes longueurs d'onde. Fenêtre Tumeur Os Cerveau Récepteur de rayons X La souris effectue Émetteur de des rotations. rayons X Traitement des données par ordinateur Cellule dendritique Macrophages Zoom Vaisseaux Sanguins Tumeur Croissance exponentielle du diamètre de la tumeur en fonction du temps Gliome (flèche) dans le cerveau d'une souris. Le modèle animal Souris dans le tube sur le plateau rotatif Animal à qui on crée une pathologie similaire à une maladie humaine. ● Les modèles les plus utilisés sont les souris : mammifères qui ont des similitudes anatomiques et cellulaires avec l'Homme. ● Les souris sont transgéniques (protéines fluorescentes). ● La tumeur injectée est proche de celle observée chez l'humain : zone de nécrose centrale, cellules en phase proliférative. ● Le modèle est orthotopique : le gliome est injecté dans le cerveau de la souris pour avoir le même micro-environnement tumoral que chez l'Homme. Évolution du gliome observé par fluorescence Mesure numérique de croissance du gliome (1S1) la Conclusion : Deux techniques d'observation complémentaires ● CT Scan: ● Permet l'étude en profondeur du cerveau ● Qualité moyenne ● Forte dose de rayons X ● Contrastes entres les différents tissus Injection du gliome dans le cerveau de la souris par craniotomie. Microscope biphotonique: ● Grande précision pour des couches superficielles ● Faible pénétration des couches profondes ● Nécessite une chirurgie invasive : craniotomie Les performances de chaque appareil permettent une étude complète du gliome : les avantages de l'un répondent aux inconvénients de l'autre. La microscopie biphotonique intravitale n'est pas transférable à l'homme mais le développement de la tumeur est suivi sur une souris (alors qu'auparavant des centaines étaient sacrifiées pour obtenir des coupes de cerveau sans ces techniques d'imageries). Ces nouvelles méthodes permettent, en respectant les règles d'éthique, de faire des avancées majeures dans le domaine de la science et de la médecine.