Octobre 2007 - n°125
Zoom sur le Centre Commun de Quantimétrie de Lyon !
Le Centre Commun de Quantimétrie (CCQ) propose à ses
utilisateurs un ensemble de matériels et une expertise en microscopie,
analyse d'images, et cytométrie en flux.
Les thématiques scientifiques abordées incluent aussi bien les
protéines membranaires, l'infectiosité des bactéries
ou encore l'anatomie et la physiologie des tissus sains et pathologiques que
les matériaux semi-conducteurs et les polymères…
Du 15 au 19 octobre 2007, le CCQ de Lyon organise un stage d’analyses
d’image. Chaque année, en octobre et mars, un stage d'une semaine
aborde la théorie et la pratique nécessaires à une bonne
utilisation de l'analyse d'images. Les notions sont illustrées par
des applications biomédicales, volontairement larges. Elles intègrent
par exemple de l'analyse tri-dimensionnelle sur des images de microscopie
confocale. Les projets de chaque stagiaire sont ensuite évalués.
Le centre organise également des formations, en microscopie optique
ou en analyse d'image à la demande.
Plus de 30 ans d’expérience et
d’évolution
Le Centre Commun de Quantimétrie est né il y a plus de 30 ans
du souhait de plusieurs équipes universitaires de médecine de
se doter d’un équipement commun d’analyse d’images.
Les principaux demandeurs étaient le laboratoire d’histologie
du Pr. CZYBA et le laboratoire d’histodynamique osseuse du Pr. MEUNIER.
L’appareil a été installé dans le laboratoire d’histologie
du Pr. CZYBA, dans le lieu même où se trouve actuellement le
Centre Commun. Le Centre Commun été affilié à
la Fédération des Centres Communs de Mesure et d’Analyse
de l’Université Lyon 1, structure qui, à l’époque,
avait fédéré les principaux gros instruments de l’Université.
Le modèle de ce centre a été basé sur celui du
centre commun de microscopie électronique de La Doua. Il avait des
utilisateurs venus des secteurs de la santé et des sciences de l’Université
LYON I ainsi que de structures extérieures à l’Université.
Un Centre Commun de Cytofluorométrie avait été créé
dans les années 80 dans l’Unité INSERM du Pavillon P,
à la demande principale des immunologistes (Pr. REVILLARD) et des hématologistes
(Pr. BRYON). Ce centre commun était géré par le Département
de Biologie Humaine et il avait des utilisateurs venus de la santé
et de la biologie scientifique.
Le projet de réunir ces deux centres complémentaires en un centre
unique a été longtemps étudié mais n’a pu
être réalisé que tardivement, donnant au Centre sa configuration
actuelle.
Un équipement au top !
Le Centre occupe 200 m2 de la faculté de médecine,
répartis sur 8 salles. Une salle sert de bureau et accueille le poste
principal pour l'analyse d’images, la reconstruction en 3 dimensions
et la réalisation de petits films d'animations. Une salle est utilisée
pour le cytomètre en flux trieur de cellules, une autre au microscope
confocal. Les salles restantes sont occupées par les différents
microscopes et appareils de mesure.
En 2002, le CCQ s'est doté d'un cytomètre Beckton-Dickinson
FACS Vantage, qui a été remplacé en 2006 par un nouvel
appareil de la même marque. Ce dispositif permet de trier à grande
vitesse des cellules en conditions stériles et de faire du clonage.
Six microscopes conventionnels (Leica, Olympus, Reichert et Zeiss) sont équipés
d’ordinateurs de logiciels d’analyse (QWin, ImageJ, Amira). Un
poste permet de suivre des cellules, et de leur appliquer des changements
de solution et d'atmosphère gazeuse. Les dispositifs de saisie vont
du photomultiplicateur compteur de photons, à la caméra analogique
à bas niveau de lumière ou les caméras numériques
en technologie CMOS. Une caméra 3CCD permet l'acquisition d'images
de qualité en couleur, une caméra permet de prendre des images
toutes les 2 millisecondes. Une caméra à comptage de photons
en développement avec le Centre Régional d'Astronomie de Lyon,
doit être opérationnelle dans les prochains mois sur un nouveau
microscope.
La plus importante activité du CCQ reste la microscopie confocale.
Le premier microscope confocal était en 1991 un Zeiss LSM10. Le centre
a été doté en 2000 d'un second microscope confocal, le
Leica TCS SP2. Ce microscope est équipé de lasers allant du
proche infrarouge jusqu'à l'ultraviolet permettant de faire un spectre
sur chaque point de l'image. Le Centre est actuellement en projet pour l'acquisition
d'un autre microscope confocal, équipé d'un laser infrarouge
à impulsions pour faire de la stimulation de fluorescence dite à
deux photons, moins délétère et permettant des observations
en plus grande profondeur.
Les activités du Centre
Le Centre Commun de Quantimétrie est un plateau technique de services
pour la recherche publique et privée. Les utilisateurs peuvent soit
prendre en main un appareil, après une formation, soit être assistés
pour toutes leurs investigations. La plus importante partie de ses activités
repose sur la microscopie, mais il est possible d’effectuer de l’analyse
d’images, et l’activité de cytométrie en flux est
en train de redémarrer après l’acquisition d’un
nouveau matériel et la rénovation des locaux.
Catherine Souchier, qui a dirigé le Centre jusqu’en 1997, a donné
une impulsion décisive au développement du centre par l'analyse
d’images, qui était alors une science neuve, pour obtenir des
données quantitatives à partir d’observations microscopiques.
Elle a initié également la formation permanente qui a formé
à l’analyse d’images des chercheurs, ingénieurs
et techniciens issus de laboratoires publics et de presque toutes les grandes
entreprises de pharmacie et de cosmétiques. Après Jean-Claude
Bernengo, c’est Yves Tourneur, Chargé de recherches au CNRS,
qui a pris la direction du Centre depuis 2003.
Certains des utilisateurs ne sont pas biologistes, mais viennent observer
en microscopie confocale des rainures dans un cristal de silicium, des cristaux
de ciment, ou des résines au cours de leur polymérisation à
haute température. La tradition du centre est de trouver des techniques
adaptées. C’est un aspect de l’activité du centre
que l’on doit surtout à JC Bernengo, et l’équipe
du Centre continue sur cette lancée.
Mais la plus grosse part de l’activité est liée à
l'observation en microscopie. Certains utilisateurs sont autonomes, d'autres
sont assistés, mais l'utilisation de matériel complexe comme
le trieur de cellules nécessite un spécialiste. Une démarche
qualité est engagée. Avec les informaticiens de l'Université,
l’équipe du Centre a mis en place un dispositif sécurisé
qui archive la nuit, dans un autre bâtiment, les données de la
journée. Sur chaque appareil en libre service, une notice d'utilisation
est régulièrement mise à jour. Enfin, la mise en place
d'une démarche qualité en microscopie optique se développe
dans le cadre du réseau national des plates-formes que soutient le
C.N.R.S.
Une autre activité importante de la plate-forme est la formation continue
:
Au titre du développement technologique, un projet original de caméra
destinée à des observations par l'observatoire astronomique
de Lyon et à la microscopie est soutenu par la région Rhône-Alpes.
Enfin, pour le développement logiciel, le Centre collabore avec un
bureau d'études de la région de Vichy pour l'amélioration
d'image, afin d’observer par exemple la peau en trois dimensions par
microscopie confocale infrarouge.
L’équipe du Centre est actuellement composée de trois
personnes : une technicienne en Analyses Médicales, un assistant d’ingénieur
formé en Techniques Physiques pour l'Industrie et les Laboratoires,
et le directeur, ingénieur Ecole Centrale de Lyon. Une grande partie
de l’activité de recherche, les développements technologiques
et les formations sont menés en collaboration avec des chercheurs,
des groupes ou des bureaux d'étude extérieurs.
Des projets…
Depuis l’entrée en fonction d’Yves Tourneur, le centre
s’intéresse en priorité à l’étude
des tissus vivants. Le centre a actuellement en cours une demande de microscope
confocal bi-photons en collaboration avec les équipes de recherche
du centre anti-cancéreux de Lyon, le Centre Léon Bérard.
Par ailleurs, la structuration nationale en réseau des plates-formes
d’imagerie optique, nouvellement opérée, va amener le
centre à développer un poste permettant de manipulation des
cellules avec des pinces optiques, en collaboration avec un collègue
de l’institut Fresnel de Marseille.
L’activité du Centre a récemment mis en lumière
un besoin de recrutement au niveau de la plate-forme. Par ailleurs,
l’imagerie, et en particulier l’imagerie microscopique, évoluent
constamment, passant d’une technique d’observation à une
technique de quantification. L'amélioration d'images par le calcul
et l'analyse sous la forme de la morphologie ou du traitement du signal pose
des problèmes de mathématiques. Enfin, la plupart des techniques
utilisées en cytométrie en flux ou en microscopie font appel
à d'autres approches de biochimie. Il y a actuellement une convergence de domaines
très différents, dont la maîtrise est nécessaire
pour obtenir et interpréter les résultats.
« On observe la disparition des "microscopistes" ou des
spécialistes de cytométrie, et l'apparition d'utilisateurs nouveaux,
qui exploitent une palette de techniques au service de la résolution
d'un problème. Il est donc nécessaire que la plate-forme développe,
entretienne et enseigne une étendue de compétences allant des
mathématiques à la biologie, en passant bien entendu par l'optique
», explique Yves Tourneur. « Ce développement
nécessite une augmentation de taille par fusion de plateformes et une
création d'emplois. Nous envisageons actuellement la création
d'emploi privé, par une entreprise dont l'actionnaire est l'Université,
et éventuellement plus tard une start-up… ».
MH