Analyses morphométriques des volumes des sphéroïdes cellulaires (SPhs) et de la migration des cellules qui les composent: illustration de quelques approches méthodologiques

Les SPhs tridimensionnelles (3D) reproduisent les interactions entre les cellules et aussi les conditions de leur microenvironnement. Ils ouvrent la voie a plusieurs analyses, morphologiques et fonctionnelles. Par exemple, le criblage des agents pharmaceutiques qui fait appel aux techniques de HCS (High Content Screening) implique l’analyse de centaines de SPhs qui n’est pas realisable qu’en utilisant la microscopie et l’analyse d’image a haut debit (MAIHD) [1] . Les systemes MAIHD commercialises sont tres couteux. Dans ce travail, a travers de quelques exemples publies, nous resumons notre experience de MAIHD concernant les mesures du volume des SPhs et de la migration des cellules qui en sortent. Nous avons adapte quelques outils d’informatique et de modelisation mathematique qui n’ont pas un cout exorbitant. Les volumes des SPhs sont classiquement evalues par l’application de la microscopie confocale 3D couplee aux methodes stereologiques qui ne sont pas adaptees a la MAIHD. Plus recemment, des methodes permettant d’estimer les volumes a partir d’une seule Image 2D ont ete proposees. Certaines methodes comme le rod-model et la sous-division du SPh en cylindres centres par son axe long sont biases et peu precises surtout quand la forme du SPh est irreguliere [2] . Nous avons adapte une approche utilisee en microbiologie [3] qui comporte les etapes suivantes: (i) transformation du contour du SPh grâce un descripteur du Fourier elliptique (2–9 harmoniques) en points de taille inferieure d’un pixel; (ii) les proprietes de ces points et des vecteurs normaux associes a eux (coordonnes X, Y, connectivite avec les points voisins) permettent de decouper le contour en triangles et le SPh lui-meme en demi-cylindres centres par l’axe local du SPh. En ce qui concerne la migration des cellules tumorales, les donnees issues de la video-microscopie ont ete incorporees dans un modele mathematique d’automates cellulaires permettant de preciser leurs interactions.