Technique d'étude de la cellule

  • Upload
    -

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    1/124

    BIOLOGIE CELLULAIREPr TAHIRI JOUTI N.

    UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCAFacult de Mdecine et de Pharmacie

    Anne Universitaire 2014-2015

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    2/124

    METHODES DETUDE DE LA CELLULE

    LE NOYAU INTERPHASIQUELES CHROMOSOMES

    LA BIOSYNTHESE DES PROTEINES

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    3/124

    METHODES DETUDE DE LA

    CELLULE

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    4/124

    - La connaissance des cellules dpend desinstrumentsdont nous disposons

    - les progrs majeurs de la biologie cellulairesouvent arrivs aprs lintroduction denouvelles techniques

    Pour comprendre la biologie cellulaire, il estdonc ncessaire de connatre ces mthodes

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    5/124

    METHODES DETUDE MICROSCOPIQUES

    - MICROSCOPIE OPTIQUE (MO)

    - MICROSCOPE ELECTRONIQUE (ME)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    6/124

    - Utilis en mdecine pour analyser des

    prlvements tissulaires effectus chez le maladepour poser et/ou complter un diagnostic donn.

    - Il existe plusieurs types de prlvements:

    - cytologique: frottis, aspiration, liquides

    - histologique: biopsie, pice opratoire

    en fonction de la nature du prlvement

    Microscopie Optique

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    7/124

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    8/124

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    9/124

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    10/124

    Techniques Cytologiques Pour LaMicroscopie Optique (1)

    1. FrottisUtilis pour des cellules libres, en

    suspension:

    - Sang

    - Moelle osseuse

    - Cellules de la muqueuse

    vaginale (frottis vaginal)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    11/124

    1 23 4

    Lame

    Lamelle

    Inclinaison de la lamelle (45) contrela goutte de sang

    Mettre la lamelle incline en contactde la goutte du sang

    Le sang stale par capillaritFaire glisser la lamelle

    entranement du sang par capillaritfrottis

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    12/124

    Cytocentrifugeusepermet:

    - La concentration cellulaire et-Ltalement en monocouche

    2. Cytocentrifugation

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    13/124

    Techniques Cytologiques Pour LaMicroscopie Optique (2)

    Technique :- Fixation par dessication

    (schage par agitation lame)

    - Coloration panoptique(MGG)* May Grnwald 3 min,* Eau tamponne (pH 7) 1

    min,* Giemsa 10 min,* Lavage eau courante)

    - Schage et observation auMO.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    14/124

    La Microscopie

    Microscopie:

    - utilise un flux ondulatoire de particulesondulatoires: non chargs: photons

    Microscopie photonique ou optique chargs : lectrons

    Microscopie lectronique

    - Ce flux traverse un systme de lentilles qui

    permet dobserverune image agrandie.

    Rsolution : Distance minimale entre deux pointsvoisins qui permet de les observer spars.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    15/124

    Ou Microscopephotonique

    - utilise la lumire visible(photons)

    - rsolution= 0.2m

    - grossissement = 1000

    Le Microscope Optique (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    16/124

    Le Microscope Optique (2)

    Le Microscope Optiqueest constitu:

    -dune lampe

    photons- de trois lentilles en

    verre:

    - Le Condenseur-L Objectif

    -L Oculaire

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    17/124

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    18/124

    1. Oculaires2. Glissire de rglage del'cartement inter-pupillaire

    3. Tube binoculaire4. Potence5. Tourelle porte-Objectif6. Vernier de positionnement avecvis de dplacement bidirectionnel

    du chariot7. Chariot de fixation et depositionnement de la lame porte-objet8. Platine porte-objet9. Vis macromtrique de mise aupoint10. Vis micromtrique de mise aupoint11. Vis de rglage de la hauteur duCondenseur

    12. Pied

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    19/124

    diamtre : 15m

    noyau: polylob (3 ou 4 lobes

    Cytoplasmes : grains

    azurophiles = Fines granulations

    pourpres = granulations Ires =

    grands lysosomes

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    20/124

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    21/124

    Techniques Histologiques pour laMicroscopie Optique (1)

    Biopsie et coupe histologique

    Technique utilise pour les tissus

    (foie, peau, muscle) qui

    ncessite la ralisation de coupes

    minces avant l'observation aumicroscope.

    La biopsie:

    prlvement in vivo, d'un fragment

    d'organe, dans le but de lesoumettre un examen

    histologique, le prlvement

    n'emportant pas la lsion dans sa

    totalit.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    22/124

    La Biopsie

    Techniques Histologiques pour laMicroscopie Optique (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    23/124

    Prlvement tissulaire

    Diffrentes tapes techniques

    Lame coloreinterprtable au microscope

    Techniques Histologiques

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    24/124

    La Fixation (1)

    - Dfinition : conservationdu prlvement dansun tat aussi proche que possible de lETAT

    VIVANT

    - Mcanismes:

    - inhibition de lautolyse cellulaire

    - inhibitionde la putrfaction- ponts intermolculaires entre lesmacromolcules

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    25/124

    La Fixation (2)

    Deux types de fixateurs:

    - Fixateurs chimiques sont les plus utiliss ; ce sontdes composs qui font prcipiter ou coaguler lesmacromolcules ;

    Fixateurs simples: Formol, alcool thylique, acide actique,acide picrique,

    Fixateurs composs: mlange de Bouin, mlange de Carnoy, etc.

    - Fixateurs physiques les plus utiliss en mdecine sontlazoteliquide (-196C) et la neige carbonique (-60C).

    Principe: Conglation

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    26/124

    Fixation formole

    Circulation

    Inclusion

    Microtomie et coloration

    Ralisation dune coupe histologiqueAprs fixation chimique (Formol)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    27/124

    La Circulation (1)

    -Ncessit de rigiditdu tissu

    But : permettre la microtomie et laralisation decoupes minces

    - Fixation durcit insuffisamment

    Ncessitdimprgnationdu tissu

    par une matire rigide

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    28/124

    -

    milieux dinclusion: pas daffinitpour leauNon miscibles leau

    - Milieu dinclusion le plus utilis : la paraffine

    (liquide 56C)

    Il faut donc remplacer leau (fixateur en phaseaqueuse) parun solvant de la paraffine

    permettre limprgnation laparaffine

    La Circulation (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    29/124

    Paraffine : pas daffinit pour leau

    Non miscible leau

    Prlvement Imprgnation la paraffine

    Ethanol Tolune

    H2O

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    30/124

    La Circulation (3)

    La paraffine nest pas miscible leau,

    linclusiondoit donc tre prcde par :

    - une Dshydratationdans des bains dalcools concentration croissante

    suivie

    - de bains de tolune.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    31/124

    Cassette pour prlvement

    - en plastique jetables pour tissus sont utilises pour contenir

    et identifier les chantillons de tissus lors des procdures detraitement, d'inclusion et de sectionnement.

    - Surface inclinepermettant l'identification d'chantillons dans

    toutes les tapes d'inclusion

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    32/124

    La Circulation (4)

    Dfinition: passage du prlvement dans une sriede liquides intermdiaires

    But: permettre limprgnation du prlvement par la

    paraffine liquide

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    33/124

    LInclusion (1)

    - Dfinition: enrobage du prlvement

    dans un bloc de paraffine

    - But : permettre la manipulation et la

    fixation du prlvement au niveaudu microtome

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    34/124

    Station dEnrobage

    Moule dInclusion

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    35/124

    LInclusion (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    36/124

    LInclusion (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    37/124

    LInclusion (4)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    38/124

    Microtomie et Coloration

    - confection et talement de coupes

    tissulaires fines

    - Colorations histochimiques des coupes

    lame colore

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    39/124

    Microtomie (1)

    Les coupes

    - doivent tre trs fines (3-4

    m) afin que la lumire

    (photons) du microscope puisse

    les traverser.

    - sont ralises par un

    microtome quip dunelame

    Mi t i (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    40/124

    Microtomie (2)

    Coupe aumicrotome

    Mi t i (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    41/124

    Microtomie (3)

    Coupes au microtome

    Mi t i t Et l t

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    42/124

    Coupes : (2-4m)

    Etalement des coupes sur la lame

    Coupes

    Porte-objet Bloc de paraffine + pice Bloc deparaffine pice

    Lame

    coupes

    Microtomie et Etalement

    Lame

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    43/124

    Etalement des coupes (1)

    Les coupes obtenues

    sont tales et colles

    sur des lames en verre

    laide deau

    glatineuse oualbumineuse sur une

    platine chauffante

    Et l t d (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    44/124

    Etalement des coupes (2)

    Etalement des coupes sur la

    lame

    Collage et schage des coupes

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    45/124

    La Coloration (1)

    Permet daugmenter le contraste entre les structurescellulairesqui ont des indices de rfraction trs voisinset sont donc translucides au MO.

    Un colorant est une substance colore qui transmet sacouleur ; on rencontre des :

    - colorants acides : ex. : osine colore le cytoplasme

    en rose- colorants basiques : ex.: hmatinecolore le noyauen bleu (autre: bleu de mthylne)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    46/124

    Coloration (2)

    Il faut procder la rhydratationdes coupesparun:

    1/ dparaffinagedes coupes par un solvant de la

    paraffine (tolune) ;

    2/ passage dans ensuite des bains dalcools titredcroissant (100, 95, 70) qui permettent leremplacement progressif de la paraffine par leau.

    Car

    Les colorantssont en phase aqueuse

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    47/124

    Coloration (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    48/124

    Coloration (4)

    C l ti (5)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    49/124

    Coloration (5)

    On distingue:

    - les colorations de base (HmatineEosine, Trichromede Masson)

    - des colorations spciales* Imprgnation argentique / fibres de rticuline(Fibrose)

    * Coloration de Perls/fer (Hmosidrose)

    * Coloration PAS (Priodic Acid Schiff) /glucides

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    50/124

    Coloration Hmatine-Eosine ou H&E

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    51/124

    Biopsie hpatique:L'hmosidrose est unesurcharge anormale des

    organes(particulirement du foie)par l'hmosidrine, qui est unpigment insoluble contenantde l'hydroxyde de fer.

    Coloration de Perls

    Tissu Hpatique: Les capillairessinusodes sont entours par unrseau de fibres rticuliniques,soulignes ici par une

    imprgnation argentique

    Coloration au nitrate dargent

    M t (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    52/124

    Montage (1)

    La coupe tissulaire se retrouve protge

    entre lame et lamelle, colles lune lautre

    laidedunliquide/rsine de montage = colle

    Eukitt, No-Entellan

    Mais ces colles ne sont pas miscibles leau

    M t (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    53/124

    Montage (2)

    Aprs coloration:

    * Dshydratation dans des bains croissants

    dalcool suivie

    * par un passage dans des bains de tolune

    M t (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    54/124

    Montage (3)

    Periodic Acid Schiff: PASColoration des structures contenant

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    55/124

    Trichrome de Masson

    Coloration des structures contenantune haute proportion deglucides tels que le glycogne, lesglycoprotines et les protoglycanes

    Utilise pour la dtection de certainstroubles du stockage de glycognedans les muscles stris

    L'hmaluncolore le noyau et lessubstances basophiles eu bleu-

    violet; le ponceau-fuchsinecolore le cytoplasme en rouge-ros et le vert lumire ou le bleud'aniline colore les fibresconjonctives respectivement en

    vert ou bleu.

    ( )

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    56/124

    LExamen Extemporan (1)

    L'examen extemporan

    - consiste raliser une coupe histologique dunprlvement ralis durant une intervention afind'orienterau mieux l'acte chirurgical.

    - est indiqu pour :* un choix immdiatentre deux gestesthrapeutiqueschirurgicaux

    * Apprciation des limites ou de l'extension d'unetumeurlors de son exrse

    (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    57/124

    Cet examen doit tre ralis dans des dlais

    rduits (moins d'une demi-heure) alors que la

    technique histopathologique standard est de

    l'ordre de 24 heures aprs fixation.

    LExamen Extemporan (2)

    LE E t (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    58/124

    Technique* Fixation par conglationpermet:

    La fixation Le durcissement de

    lchantillontissulaire.

    * Ceci permet dviterltapedinclusion.

    LExamen Extemporan (3)

    L Mi O i S i (MOS)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    59/124

    Les Microscopes Optiques Spciaux (MOS)

    Les MOS les plus utiliss en mdecine sont

    le microscope fluorescence

    le microscope contraste de phase

    Microscope fluorescence (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    60/124

    Microscope fluorescence (1)

    Les microscopes photoniques peuvent subir des modifications

    qui portent sur la source lumineuse: UV au lieu de Visible

    - Microscope fluorescence: microscope classique avec une

    lampe vapeur de mercure sous pression.- Certaines substances: Fluorochromes ont la proprit

    dmettreune lumire visible lorsquellesreoivent un flux

    de rayons ultra-violets.

    - Le tissu peut mettre directement cette lumire ou bien

    aprs avoir t imprgn de substances fluorochromes.

    Microscope fluorescence (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    61/124

    Microscope fluorescence (2)

    - Fluorescein IsoThioCyanate: FITC fluorescence verte,- Tetramethyl Rhodamine IsoThioCyanate: TRITC ,fluorescence rouge- Colorant fluorochrome DAPI = Di Aminido Phenyl lndolse fixe spcifiquement sur l'ADN

    Microscope fluorescence (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    62/124

    Microscope fluorescence (3)

    1- il faut clairer la coupe histologique pour

    exciter les molcules dont on veut obtenir lafluorescence.

    2- Une molcule fluorescente ne pourra treexcite que par des radiations qu'elle peutabsorber.

    3- Aprs avoir absorb la lumired'excitation, les molcules fluorescentes sedsexcitent en mettant des photons.

    Microscope fluorescence (4)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    63/124

    Microscope fluorescence (4)

    Unsystme d'illumination sur le tube,

    sous le bloc porte oculaire. Il comprend:

    - une lampe vapeur de mercure entourd'un miroir collecteur et d'une lentillecollectrice pour rcuprer un maximum la

    lumire d'excitation.

    - la lumire rencontre le filtred'excitation.

    - unintervalle spectral troit arrive sur lemiroir dichroquequi le rflchit vers lebas, sur la prparation.

    - La lumire d'excitation claire laprparation par l'intermdiaire del'objectif.

    Microscope fluorescence (5)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    64/124

    Microscope fluorescence (5)

    - Unepartiedes rayons diffusset mis par fluorescencerentrent dans l'objectif etremontent dans le tube o ils

    rencontrent le miroirdichroque qui laisse passer lalumire sous cette incidence.

    - Lefiltre d'arrt bloque enfin lalumire diffuse et seule lalumire misepar fluorescenceremonte pour former l'image.

    Microscope fluorescence (6)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    65/124

    Microscope fluorescence (6)

    FILTREDEXCITATION

    FILTREDARRET

    Rsolution = 0.1m

    Techniques dImmunofluorescence (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    66/124

    La protine cellulaire mettre en videnceestrvle grce un anticorps- spcifique cette protine- coupl un fluorochrome:fluorescine, rhodamine

    - La raction antigne-anticorps sur coupehistologique est rvle par lmission de lafluorescence

    - La lecture de la lame se fait au microscope fluorescence

    Techniques dImmunofluorescence (1)

    Techniques dImmunofluorescence (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    67/124

    Techniques d Immunofluorescence (1)

    Techniques dImmunofluorescence (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    68/124

    - Couplage direct de lAc un fluorochrome: mthodedirecte

    - Application de lAc coupl au fluorochrome sur

    coupe histologique susceptible de contenir lAgspcifique

    - Lavage liminant les Ac fluorescents non fixs par

    lAg spcifique

    - Observationau microscope fluorescence

    du complexe Ac-Ag rendu fluorescent

    Techniques d Immunofluorescence (1)

    Estomac de souris Noyaux colors au DAPI

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    69/124

    Neurones

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    70/124

    Neurones du cervelet

    Le Microscope Contraste de Phase (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    71/124

    Le Microscope Contraste de Phase (1)

    - La diffraction est le comportement

    des ondes lumineuses lorsquelles rencontrent unobjet

    - londeest diffusepar les points de l'objet.

    - La diffraction se manifeste par le fait qu'aprs larencontre dunobjet, la densit de l'onde lumineuse

    nestpas conserve

    - La diffraction est le rsultat de linterfrence desondesdiffuses par chaque point.

    Le Microscope Contraste de Phase (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    72/124

    Le Microscope Contraste de Phase (2)

    - Le microscope contraste de phase possde un

    systme optique conu pour exploiter les propritsde diffraction des cellules vivantes.

    - La lumire traversant les parties relativement denses

    ou paisses de la cellule est retarde par rapport celle qui traverse une rgion voisine plus mince.

    Cration des effets dinterfrences

    produits par la recombinaison de cesdeux sries dondes

    Images fortement contrastes

    Le Microscope Contraste de Phase (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    73/124

    Le Microscope Contraste de Phase (2)

    Quand les ondes lumineuses traversent

    un objet non color:

    - leur amplitude est trs peu change

    - leur phase est modifie, ce qui cre

    des interfrences.Les effets de ces interfrences sont

    exploits pour crer une image

    Le MCP est quip dobjectifsspciaux qui transforme lesdiffrences d'amplitude endiffrences de phase.

    Le Microscope Contraste de Phase (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    74/124

    o op o ( )

    La lame de phase a deux effetssur la composante de rflexion :

    elle attnue considrablement sonintensit de manire la ramenerdans l'ordre de grandeur del'intensit de la diffusion

    Un dispositif imageur faitconverger les deux ondes au pointimage P'.

    L'intensit du point image est lersultat de l'interfrence des deux

    ondes.- deux ondes sont en phase lepoint est brillant.

    - deux ondes sont en oppositionde phase le point est sombre.

    Les dfauts responsables de ladiffusion par diffraction apparaissentainsi par contraste.

    Le Microscope Contraste de Phase (4)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    75/124

    Le Microscope Contraste de Phase (4)

    Kratinocyte de la muqueuse

    buccale observ aumicroscope lumiretransmise. Seul le noyau estclairement observable

    Kratinocyte de la muqueuse

    buccale observ au microscope contraste de phase .Le noyau, ainsi que de nombreuxconstituants cytoplasmiques,probablement principalement des

    mitochondries, sont observables.

    Le Microscope Contraste de Phase (5)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    76/124

    Le Microscope Contraste de Phase (5)

    Cellules pithliales de Hamster

    en culture observes aumicroscope contraste de phase

    Microscopie Electronique (ME)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    77/124

    principal intrt:Augmenter lagrandissement

    Permettre lobservation

    de lultrastructure

    (organites) et desreliefs cellulaires.

    Rsolution = 1 2 nm

    Microscopie Electronique (ME)

    Microscope Electronique Transmission (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    78/124

    Au lieu dtreclair, lobjet

    est bombardpar un faisceau

    dlectrons.

    Limagemettra en videnceles structures plus ou moins

    opaques aux lectrons.

    Le condenseur, lobjectif etloculaire sont des bandesmagntiques

    Microscope Electronique Transmission (1)

    Microscope Electronique Transmission (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    79/124

    Microscope Electronique Transmission (2)

    Un systme de lentilles

    magntiques permet de dvierou focaliser le rayond'lectrons sur un chantillon"extrmement fin".

    L'image ou clich de diffractionobtenue peut tre vue sur uncran phosphorescent,enregistre sur un filmphotographique ou biendtecte par un capteur CCD.

    Capteur CCD

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    80/124

    Capteur CCD

    - Le capteur CCD est une mmoire analogique quiaccumule des charges proportionnellement son tempsdexposition.

    - Les trois lettres CCD signifie Charged Coupled Device

    en franais DTC:dispositif transfert de chargesquiproduit un signal vido partir des charges accumulesdans les lments du capteur.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    81/124

    Grille porte-objet

    Tube sous vide

    MET

    MET

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    82/124

    Prparations biologiques pour le MET :

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    83/124

    Lobjet doit tre pralablement:

    * coup en tranches ultrafines

    * imprgn de sels de mtauxlourds qui vont:

    - se fixer diffrentiellement surles diffrentes structures

    intracellulaires

    - les rendre plus ou moinsopaques aux lectrons.

    Prparations biologiques pour le MET :Coupe ultramince (1)

    Prparations biologiques pour le MET :

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    84/124

    Fixation: double fixation au glutaraldhyde puis auttroxyde dosmiumLe glutaraldhyde pontages covalents

    entre molcules protiques

    Le ttroxyde dosmium stabilisation desdoubles couches lipidiques et des protines mal ounon fixes par le glutaraldhyde.

    Inclusion : fait intervenir des rsines de synthse,trs dures et transparentes aux lectrons (rsinesEpoxy, Araldite).

    Coupe ultramince (2)

    Prparations biologiques pour le MET :

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    85/124

    Ultramicrotomie: coupes ultraminces (50-80 nm)ralises par lultramicrotome quip dun couteauen verre ou en diamant. Coupes recueillies sur desgrilles mtalliques.

    Contrastage : Par des sels de mtaux lourds(osmium, plomb, uranium) qui sont denses auxlectrons.

    Les structures cellulaires apparaissent plus ou moinsdenses (noir et blanc) sur un fond clair

    Coupe ultramince (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    86/124

    Pour augmenter le contraste des constituantscellulaires, les coupesultraminces sont trempesdans une solution de sels de mtaux lourds(actate duranyl et citrate de plomb)

    Aspect Ultrastructural, MET

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    87/124

    REG

    Noyau

    Aspect Ultrastructural, MET

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    88/124

    Mitochondrie

    Citernes deREG

    Prparations biologiques pour le MET :Coloration Ngative (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    89/124

    Rappel:En microscopie lectronique Transmission:

    - lobjet ne peut tre visibleque si, aprs fixation, ilest imprgnde substances contenant des atomesde mtaux lourds opaques aux lectrons.

    - La fixation et les ractions ultrieures peuventmodifier notablement la structure de l'objetbiologique.

    Coloration Ngative (1)

    Prparations biologiques pour le MET :Coloration Ngative (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    90/124

    Le contraste ngatif permet

    d'assombrir le fond sans

    colorer l'objet lui-mme et

    donc de le rendre visible sans

    le modifier,par simple

    contraste.

    Coloration Ngative (2)

    Nuclocapside virusde la rougeole

    Prparations biologiques pour le MET :Coloration Ngative (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    91/124

    Technique :

    - Suspension dans une

    solutionopaque aux e- :

    Acide Phosphotungstique

    - dptdunegoutte de

    cette suspension sur

    une grille mtallique

    - schage

    Coloration Ngative (3)

    Immunoglobine G: IgG

    Prparations biologiques pour le MET :Coloration Ngative (4)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    92/124

    Technique :

    la substance opaque aux

    e- se dpose autour de la

    particule qui apparatra

    clairesur un fond sombre

    contrasteinverse oungatif

    Coloration Ngative (4)

    Papillomavirus Humain

    Prparations biologiques pour le MET :

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    93/124

    a) Particules virales,isoles d'une verrue,observes aprs colorationngative l'acide

    phosphotungstique.

    b) Virions observs dans lenoyau d'un kratinocyte des

    couches superficielles del'pithlium malpighien.Coloration par l'actated'uranyl et le citrate deplomb.

    Coloration Ngative (5)

    Microscope Electronique Balayage (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    94/124

    -

    Permet lobservation desreliefs ou images cellulairesen 3 dimensions (3D).

    Il est constitu :

    -dunmicroscope faisceaulectronique

    - dundtecteur de-

    - dunconvertisseur de-

    - dunmoniteur (cran tl)

    p q y g ( )

    Microscope Electronique Balayage (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    95/124

    - Le microscope

    lectronique balayage

    utilise un faisceau trsfin qui balaie point par

    point la surface de

    l'chantillon.

    p q y g ( )

    Microscope Electronique Balayage (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    96/124

    Matriel biologique :cellules, bactries et virus.

    Ces structures sont:- fixes- dshydrates

    - recouvertes dune mincecouche de mtal (Or-Palladium, Platine)vaporisesous vide.

    Prparations biologiques pour le MEB

    p q y g ( )

    Microscope Electronique Balayage (4)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    97/124

    - la surface mtallise de lchantillonsubit un balayagergulier par un faisceau dlectrons

    - les surfaces en reliefs entranent lmissiondlectronssecondaires(points lumineux)

    - Les dpressionssont sansmission dlectrons(pointssombres)

    - Les lectrons mis sont collects par un dtecteurdlectrons puis convertis en image par unconvertisseur dlectrons. Limagefinale apparat en 3dimensionssur un cran de tlvision.

    Prparations biologiques pour le MEB

    p q y g ( )

    Microscope Electronique Balayage (5)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    98/124

    p q y g ( )

    Globules Rouges

    Chromosomes X et Y

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    99/124

    METHODES DETUDE

    - BIOCHIMIQUE

    - DU FONCTIONNEMENT CELLULAIRE

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    100/124

    METHODES DETUDE BIOCHIMIQUE

    Fractionnement cellulaire par

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    101/124

    Spare en fractionsles diffrents organites dela cellule (noyau, mitochondries, etc.) en vuedunetude biochimique.

    Se droule en quatre tapes :- Dissociation

    - Isolement- Eclatement- Fractionnementcellulaire ou

    subcellulaire

    ultracentrifugation

    La Dissociation cellulaire

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    102/124

    - Consiste dissocier les cellules

    dun mme tissu- ralise mcaniquement ou

    chimiquement.

    Dissociation mcanique : dansun milieu isotonique 0C avecun broyeur cellulaire ou Potter.

    Dissociation enzymatique : par

    des enzymes protolytiques(trypsine ou collagnase) et desChlateurs de calcium (EDTA :Ethylne Diamine Ttractique

    Acide).

    Broyeur dePotter

    LIsolement / Tri cellulaire (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    103/124

    Spare les diffrentes catgories cellulaires rsultantde la dissociation cellulaire.

    Fait intervenir des anticorps fluorescents spcifiques

    chaque catgorie cellulaire

    Lisolement des cellules couples lanticorps

    marqu est ralis par un appareil spcial pour le tricellulaire, le cytofluorimtre ou cytomtre en flux.

    Cytomtrie en Flux: CMF

    LIsolement / Tri cellulaire (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    104/124

    Principe et but de la

    CMF:

    Mesure (-mtrie) desproprits optiques de

    cellules (cyto-)transportes par unliquide vecteur (flux)

    jusquune source

    dexcitation lumineuse(souvent un laser)

    Puis Tri Cellulaire

    LEclatement cellulaire

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    105/124

    Permet de recueillir le contenu de la cellule par lune

    des techniques suivantes :

    - Broyagemcanique au Potter

    - Choc osmotique en milieu hypotonique (0,5% NaCl)- Vibration ultrasonique

    - Passage des cellules travers un petit orifice.

    Au terme de cette tape, un lysat (homognat) avecles diffrents organites mlangs est obtenu.

    Le Fractionnement cellulaire

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    106/124

    Les organites cellulaires sont sparsen plusieurs

    fractions contenant chacune un seul typedorganites

    La sparation se base sur la forme, la tailleet ladensitdes organites.

    Deux procds diffrents sont utiliss :

    - ultracentrifugation diffrentielle- ultracentrifugation en gradient dedensit

    Ultracentrifugation diffrentielle

    d f d l l

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    107/124

    - Cestune successionde centrifugationsde plus en plusrapideset de plus en plus prolonges.

    - On retire le culot chaque tape et onrecentrifuge le surnageant.

    - Lordrede sdimentation des organites est :

    1. noyaux,2. mitochondries,

    3. lysosomes,

    4. microsomes,5. ribosomes,

    6. ARN et cytosol

    Ultracentrifugation en gradient de densit (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    108/124

    Ultracentrifugation :

    - dans une solution (saccharose, chlorure dcsium) prsentant un gradient de concentratio

    dcroissant du bas vers le haut

    - dans un tube essai avec des graduations d

    concentrationsralises artificiellement.

    Ultracentrifugation en gradient de densit (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    109/124

    Les organites mlangs sont

    - introduits dans le tubegradu- centrifugs une seule foisen utilisant le temps et la

    vitesse les plus levs.

    chaque type dorganites se rpartit- sous forme dune bande spare- dans la zone de gradient de densit voisine ou gale

    la sienne.

    Coefficient de sdimentation

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    110/124

    - unit de vitesse de sdimentation (VS)dans un champs centrifuge

    - est exprime en Svedberg(S)

    - propre chaque organite cellulaire.Ex:

    Ribosome procaryote : 70 S ;Ribosome eucaryote : 80 S.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    111/124

    METHODES DETUDE DU

    FONCTIONNEMENT CELLULAIRE

    Culture cellulaire (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    112/124

    Technique permettant demaintenir des cellulesvivanteshors de lorganisme(in vivo) dans des rcipients

    de culture (in vitro)contenant des milieuxnutritifs (pour la

    prolifration cellulaire) touten respectant les conditionsadquates de strilit, detemprature et de pH.

    Kratinocytes en culture

    Culture cellulaire (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    113/124

    Technique*Prlvement dun fragment tissulaire vivant

    *Digestion par une enzyme dissociant les cellulesex : trypsine, collagnase

    *Numration cellulaire

    *Addition dun milieu de culture (106cellules/10ml)

    *Repiquage des cellules

    Culture cellulaire (2)

    Milieux de culture

    liquides ou solides (gel)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    114/124

    - liquides ou solides (gel)

    - composition chimique de base : eau, sels minraux,

    vitamines, acides amins ou protines, glucose,antibiotiques, srum de veau ftal(SVF) et facteurs decroissance.

    Ex. de milieu de culture : MEM , RPMI 1640

    Facteur de croissance

    - petit peptide scrt par un tissu pour stimuler lacroissance, la multiplication et la diffrenciation de ses

    cellules et ou des cellules dautrestissus- non vhicul par le sang et possde un rcepteurspcifique au niveau des cellules de ce tissu ; ex. :EGF, NGF (Epidermal Growth Factor, Nerve GrowthFactor).

    Rcipients de culture

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    115/124

    - sont en verre ou en plastique(mono-usage).

    - Exemples: les flacons, les

    botes de Ptri, les tubes essai, les plaques de puits.

    Microscope invers- La lumire arrive sur lchantillon

    l h l d l

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    116/124

    par le haut: la source de lumireest place au-dessus de

    lchantillon- Lobservationse fait par le dessus- les objectifs en dessous.

    Cette configuration non-standard

    dobservation peut tre adapte toutes les mthodes de microscopie(fluorescence, contraste de phase).

    Utilisation du microscope inversCe microscope est utilis pour lobservationde cellules en culturein vitro, mais peut ltre en gnral pour observer des objetspaisou situs sur le fond de botes de culture.

    Conditions de culture

    Strilit : maximum en

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    117/124

    Strilit : maximum enutilisant une hotte flux

    laminaire, des lampesUV germicides.

    pH : 7 7, 4

    Temprature : + 37C(tuve)

    Ambiance : 95 % dairet 5 % de CO2 (tuve)qui permet le maintiendu pH.

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    118/124

    Comportement des cellules en culture (1)

    Les cellules normales se divisent un certain

    nombre de fois puis meurent (50 100 fois pourles cellules de la peau) alors que les cellulescancreuses sont immortelles in vitro; ellesconstituent des lignes cellulaires spciales.

    Ex de lignes cellulaires communes et immortelles invitro :

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    119/124

    vitro :- souche Hla : cellules pithliales du col de

    lutrusdHenriette Lacks dcde en 1953.- souche KB : carcinome oral humain- souche MRC-5 : poumon ftushumain.

    Comportement des cellules en culture (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    120/124

    LInhibition de Contact : proprit des

    cellules normales in vitro et qui se manifestepar un arrt de leurs divisions lorsquellesconfluent(se touchent).

    Marquage cellulaire (1)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    121/124

    Marquage par les isotopes radioactifs (IR)

    Les IR sont des corps naturels qui

    - diffrent lgrement par la masse de leurs noyaux- ont le mme nombre dlectronspriphriques- sont instables- subissent des dsintgrations et des missions de particules

    nergtiques ou radiations.

    Les IR sont des traceurs du mtabolisme cellulaire. Ilspermettent de suivre la synthse dunemolcule donne dans lacellule.

    Permet la dtection dune molcule cellulaire prcise aprs

    marquage soit par des isotopes radioactifs soit par des anticorps.

    Marquage cellulaire (2)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    122/124

    Dtection des IR

    Compteur Geiger : les radiations desIR ionisent un gaz qui se trouve danslappareil. La dtection se fait alors pardes bip Sonores.

    Compteur scintillation ou

    scintigraphe- permet la dtection visuelle desradiations des IR qui ionisent un liquidescintillant dans lappareil

    - Il y a mission de petits clairslumineux.

    - Autoradiographieou autohistoradiographie : permet dedtecter et de localiser les radiations des

    IR sur des coupes histologiques.

    Technique

    Marquage cellulaire (3)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    123/124

    Technique

    - Injection de lIR lanimalou additionaux cellulesen culture

    - Prlvement des intervalles varis (t0, t1, t2, ...) de cellules ayantintgres les IR

    - Fixation et prparation des cellules pour le MOou pour le ME

    - Application dunemulsion photographique sur les coupes

    - Maintien des coupes lobscurit pendant une dure (des jours ou dessemaines) ncessaire la dsintgration des IR

    Observationdes coupes au

    - MO ou- ME (dpts sombres sur leszones de la coupe prsentantdes IR).

    Marquage cellulaire (4)

  • 7/24/2019 Technique d'tude de la cellule

    124/124

    Explication :

    - Lmulsionphotographiqueest compose de bromuredargent(Br-, Ag+).

    - Les radiations mises parles IR rduisent les grainsde bromure dargent

    invisibles en grains dargentvisibles au niveau de la zone