Différentes modalités d'imagerie : application aux glioblastomes Introduction : Le microscope biphotonique intravital

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 :
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 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.
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.
Évolution du gliome observé par fluorescence
Émetteur de
rayons X
Récepteur
de rayons X
La souris effectue
des rotations.
Le CT Scan dans une enceinte hermétique aux
rayons X, appareil conçu au CPPM
Traitement
des données
par
ordinateur
LASER
Zoom
(jusqu'à 500 µm sous la
surface du cerveau )
Sous l'effet d'un laser, les
tissus émettent des
photons ayant différentes
longueurs d'onde.
Macrophages Vaisseaux Sanguins Tumeur
Le CT Scan
Gliome (flèche) dans le cerveau d'une souris.
Le microscope biphotonique intravital
● 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.
Injection du gliome
dans le cerveau de la
souris par craniotomie.
Le modèle animal
CT Scan:
● Permet l'étude en profondeur du cerveau
● Qualité moyenne
● Forte dose de rayons X
● Contrastes entres les différents tissus
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.
Conclusion : Deux techniques d'observation complémentaires
Mesure numérique de la
croissance du gliome (1S1)
Cellule dendritique
Fenêtre
Tumeur
Os
Cerveau
Croissance exponentielle du diamètre
de la tumeur en fonction du temps
Souris dans le tube
sur le plateau rotatif
Le microscope biphotonique
intravital de l'IBDML