Imagerie par fluorescence de l’infection bactérienne associée aux biomatériaux chez les embryons de poisson-zèbre
JoVE Encyclopedia of Experiments
Microbiologie
0 vues • 2:39 min • September 26th, 2025
Commençons par des embryons de poisson-zèbre anesthésiés injectés avec des bactéries pathogènes marquées par fluorescence, seules ou mélangées à des microsphères de biomatériaux, pour modéliser in vivo l’infection associée aux biomatériaux.
Placez une boîte de Pétri contenant un média basal avec anesthésique sur la platine d’un microscope à stéréofluorescence équipé de filtres appropriés.
Ajoutez une solution de méthylcellulose dans la boîte pour créer un milieu visqueux qui immobilise les embryons pour l’imagerie.
Transférez les embryons individuels dans la méthylcellulose et alignez-les horizontalement, en veillant à ce que le site d’injection soit visible.
À l’aide du filtre à fond clair, concentrez-vous sur le site d’injection pour cibler la région infectée.
Réglez les paramètres d’imagerie Z-stack et acquérez des images de fluorescence à différentes profondeurs pour capturer la dynamique de l’infection en trois dimensions.
À l’aide d’un logiciel, analysez les images capturées au fil du temps pour quantifier l’intensité de la fluorescence et surveiller la distribution bactérienne.
Ce protocole permet une comparaison directe de la progression de l’infection chez les embryons vivants avec et sans exposition aux biomatériaux.
Placez une boîte de Pétri de 100 millimètres contenant du milieu E3 complété par 0,02 % de tricaïne sur une platine de microscope à stéréofluorescence, et ajoutez 500 microlitres de méthylcellulose à 2 % dans la boîte de Pétri. Pour surveiller la progression de l’infection par microscopie à fluorescence, équipez-vous des filtres à fond clair et fluorescents appropriés, alignez horizontalement les embryons infectés anesthésiés dans un point de méthylcellulose dans une boîte de Pétri.
Utilisez le filtre à fond clair pour faire la mise au point sur le tissu injecté endommagé à un grossissement de 160x. Réglez la profondeur de l’empilement Z à 10 micromètres et la taille du pas à cinq micromètres pour permettre l’enregistrement de trois images consécutives. Ensuite, imaginez les embryons individuels dans des paramètres optimisés identiques à un grossissement de 160x.
Utilisez le plugin ObjectJ dans ImageJ pour analyser les images.
Aperçu
Cette étude présente une méthode permettant de visualiser la dynamique de l'infection chez des embryons de poisson zèbre anesthésiés à l'aide de bactéries pathogènes marquées au fluorochrome. Le protocole permet une comparaison directe de la progression de l'infection chez des embryons vivants exposés ou non à des biomatériaux.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biologie des infections
- Techniques d'imagerie
Contexte
- Les embryons de poisson zèbre constituent un modèle précieux pour l'étude des infections.
- Le marquage fluorescent facilite la visualisation de la dynamique bactérienne.
- Les microsphères de biomatériaux peuvent influencer les résultats de l'infection.
- L'imagerie en temps réel permet d'obtenir des informations instantanées sur l'évolution de l'infection.
Objectif de l'étude
- Développer un protocole d'imagerie de l'infection chez les embryons de poisson zèbre.
- Évaluer l'impact des biomatériaux sur l'infection bactérienne.
- Quantifier l'intensité de fluorescence pour surveiller la dynamique de l'infection.
Méthodes utilisées
- Injection de bactéries fluorescentes dans des embryons de poisson-zèbre.
- Utilisation de méthylcellulose pour immobiliser les embryons en vue de l'imagerie.
- Microscopie à fluorescence pour capturer la dynamique de l'infection.
- Analyse d'images à l'aide du greffon ObjectJ dans ImageJ.
Résultats principaux
- Visualisation réussie des sites d'infection chez des embryons vivants.
- Quantification de la distribution bactérienne au fil du temps.
- Comparaison de la progression de l'infection en présence et en l'absence de biomatériaux.
- Mise en place d'un protocole d'imagerie reproductible.
Conclusions
- Le protocole permet une étude détaillée de la dynamique de l'infection.
- Les connaissances acquises peuvent guider les stratégies de gestion des infections associées aux biomatériaux.
- Cette méthode peut être adaptée à d'autres pathogènes et conditions.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
L'imagerie quantitative par fluorescence chez les embryons de poisson zèbre permet une visualisation directe et une mesure en temps réel des dynamiques d'infection bactérienne associées aux biomatériaux in vivo. Cette approche facilite la validation précoce des cibles thérapeutiques et la réduction des risques mécanistiques dans les portefeuilles de recherche et développement sur les agents anti-infectieux et les biomatériaux. La méthode fournit des données exploitables pour hiérarchiser les matériaux et interventions candidats en fonction de la progression en temps réel de l'infection et des interactions hôte-pathogène.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'analyse in vivo des interactions hôte-pathogène en présence de biomatériaux.
- Permet une détection mécanistique des risques en quantifiant en temps réel la progression de l'infection.
- Facilite la validation fonctionnelle de cibles anti-infectieuses dans un système vertébré vivant.
Élaboration de tests et criblage
- Offre un protocole d'imagerie standardisé et reproductible pour la quantification de l'infection.
- Génère des signaux de fluorescence quantitatifs adaptés à l'analyse comparative de biomatériaux ou de composés.
- Permet le développement de tests pour évaluer l'efficacité anti-infectieuse dans un contexte physiologiquement pertinent.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur des modèles d'infection pertinents pour la maladie afin d'évaluer les biomatériaux de manière translationnelle.
- Permet une continuité allant de l'imagerie en phase de découverte aux études précliniques d'infection.
- Prend en charge l'avancement ajusté au risque des candidats biomatériaux selon des données d'infection in vivo.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole d'imagerie s'intègre dans la continuité découverte-préclinique pour la recherche et le développement d'agents anti-infectieux et de biomatériaux, en reliant les études mécanistiques précoces aux tests d'efficacité ultérieurs.
- Biologie de la découverte : Quantifie la charge infectieuse et la distribution spatiale afin d'élucider les mécanismes hôte-pathogène-biomatériau.
- Écrantage : Fournit des lectures reproductibles et quantitatives permettant la comparaison de candidats et la standardisation des tests.
- Analytique : Utilise des mesures d'intensité de fluorescence et des analyses d'images pour obtenir des données fiables.
- Recherche translationnelle : Fournit des données d'infection in vivo appuyant le choix des modèles précliniques et l'alignement des biomarqueurs.
- Réutilisation en entreprise : Propose un flux de travail d'imagerie et d'analyse réutilisable, adaptable à diverses études sur les infections et les biomatériaux.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Augmente la confiance prédictive concernant les résultats des infections et la validation des cibles.
- Valeur opérationnelle : Standardise l'imagerie et l'analyse afin d'assurer la reproductibilité et l'évolutivité.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'avancement ou d'abandon de candidats biomatériaux et anti-infectieux à partir de données quantitatives in vivo.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des actifs de recherche et développement grâce à des données d'infection translationnelles.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en manipulation de zebrafish, microinjection et microscopie à fluorescence.
- Requiert un accès à des microscopes stéréo à fluorescence dotés d'une fonction de prise de vues en Z-stack et de filtres appropriés.
- Exige des paramètres d'imagerie standardisés et des protocoles d'analyse pour assurer la comparabilité entre études.
- Peut être adapté à diverses souches bactériennes et types de biomatériaux moyennant une optimisation du protocole.
- Dépend d'outils d'analyse d'images robustes, tels qu'ObjectJ dans ImageJ, pour obtenir des résultats quantitatifs.
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Dernière mise à jour : 29 août 2026