VIDÉO-MICROSCOPIE SANS LENTILLE POUR LA BIOLOGIE CELLULAIRE 2D ET 3D

International audienceL'étude de l'évolution et de l'organisation de populations de cellules cultivées in vitro intéresse les biologistes depuis plusieurs dizaines d'années. À ces fins, d'importants progrès ont été réalisés dans les méthodes d'imagerie à l'échelle microscopique. Cependant, certaines informations demeurent inaccessibles, notamment à l'échelle mésoscopique, en raison du champ de vue réduit, ainsi que la complexité et le coût pour réaliser des acquisitions hors incubateur en temps réel sur de longues périodes. En réponse à ces limitations, nous avons développé la vidéo-microscopie sans lentille, en plaçant directement les cellules vivantes sur un capteur numérique en regard d'une illumination cohérente selon le principe de l'holographie en ligne. Cette technique permet l'observation d'une culture cellulaire sur un large champ de vue (24 mm² soit plusieurs dizaines de milliers de cellules), et ce à l'intérieur même de l'incubateur, autorisant de surcroît des acquisitions dynamiques couvrant des périodes allant de quelques jours à plusieurs semaines. À partir des images holographiques brutes acquises, nous pouvons remonter aux images refocalisées par reconstruction numérique jusqu'à une résolution de 2µm. Le traitement de ces images donne accès à des niveaux d'information quantifiables allant de la cellule unique à l'organisation inter-individus de la population. Avec des premières études sur des cultures standard de cellules sur substrat 2D, nous sommes aujourd'hui en mesure, avec notre dispositif et la force de l'imagerie holographique, d'explorer et d'étudier la vie cellulaire en 3D, nous rapprochant un peu plus de la réalité physiologique des phénomènes biologiques

Culture Conditions can Counterbalance the Thermosensitive Properties of Poly (N-Isopropylacrylamide) during Cell Harvesting

International audienc

Comparative study of fully three-dimensional reconstruction algorithms for lens-free microscopy

International audienceWe propose a three-dimensional (3D) imaging platform based on lens-free microscopy to perform multiangle acquisitions on 3D cell cultures embedded in extracellular matrices. Lens-free microscopy acquisitions present some inherent issues such as the lack of phase information on the sensor plane and a limited angular coverage. We developed and compared three different algorithms based on the Fourier diffraction theorem to obtain fully 3D reconstructions. These algorithms present an increasing complexity associated with a better reconstruction quality. Two of them are based on a regularized inverse problem approach. To compare the reconstruction methods in terms of artefact reduction, signal-to-noise ratio, and computation time, we tested them on two experimental datasets: an endothelial cell culture and a prostate cell culture grown in a 3D extracellular matrix with large reconstructed volumes up to ∼5  mm3∼5  mm3 with a resolution sufficient to resolve isolated single cells. The lens-free reconstructions compare well with standard microscopy