Apports de la microscopie biphotonique à l étude du tissu musculaire squelettique et du système nerveux

Abstract

La microscopie biphotonique s est imposée progressivement depuis vingt ans dans le champ de la biologie, aux côtés d autres méthodologies d imagerie. Elle permet d imager à la fois des fluorophores et des molécules endogènes hyperpolarisables par des ondes électromagnétiques (harmonophores) comme la myosine, et ce, in vivo et/ou en profondeur. La première partie de cette thèse a porté sur l imagerie de seconde harmonique (SHG) du tissu musculaire, et a montré comment le signal sarcomérique, qui se présente à l état physiologique sous la forme d une simple bande brillante, se dédouble lorsque le tissu subit différentes formes de protéolyse (post-mortem, stress mécanique et chimique, photodégradation). Ce changement de profil d intensité serait causé par l extension d une zone centrale de centrosymétrie, qui empêche le signal SHG de se construire au fur et à mesure qu il se propage dans le tissu. L imagerie harmonique musculaire apparait comme un excellent outil pour l étude structurale multi-échelle de l organisation des myofilaments au sein et entre myofibrilles dans différentes conditions physiologiques et extra-physiologiques. Dans la seconde partie de ce travail, la microscopie biphotonique multicouleur a été utilisée pour caractériser in vivo la tissu-spécificité de l expression d un transgène dans la lignée de xénopes transgéniques P-nbt-EGFP. Finalement ces travaux montrent l étendue des possibilités offertes par l imagerie biphotonique dans le domaine de la biologie intégrative pour l étude de sources harmoniques ou fluorescentes dans des tissus épais et même chez le petit animal in vivo.Over the last twenty years, two-photon microscopy has gradually emerged in the field of biology, along with other imaging methods. It allows imaging of both fluorophores and endogenous molecules with non linear susceptibility (harmonophores), as myosin, either in thick tissues or in vivo. The first part of this study focused on second harmonic imaging (SHG) of muscle tissues, and showed how sarcomeric SHG intensity profile, which is single peak under physiological conditions, is converted into double peak when the tissue undergoes proteolysis (post-mortem, mechanical and chemical stresses, photodamage). This change in intensity profile is caused by expansion of a central centro-symmetry area which prevents construction of the signal SHG as it propagates through the tissue. Muscle SHG microscopy appears to be an excellent tool for studying multi-scale structural organization of myofilaments within and between myofibrils in different physiological and non-physiological conditions. In the second part of this work, two-photon multiplex microscopy was used to characterize in vivo, the tissue-specific expression of a transgene from the P-nbt-EGFP Xenopus transgenic line. Finally this work shows the wide possibilities offered by two-photon imaging in the field of integrative biology for the study of harmonic or fluorescent sources in thick tissues and even in small animals in vivo.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF