Imagerie de cellules vivantes du cerveau larvaire du troisième stade de Drosophila melanogaster
23 juin 2023
Ici, nous discutons d’un flux de travail pour préparer, disséquer, monter et imager des cerveaux d’explants vivants de larves du troisième stade de Drosophila melanogaster afin d’observer la dynamique cellulaire et subcellulaire dans des conditions physiologiques.
Nos recherches portent sur l’étude de l’impact de la division cellulaire asymétrique ou DCA sur la prolifération et la différenciation des cellules souches. Nous utilisons les cellules souches neurales ou les neuroblastes de la drosophile comme modèle pour comprendre les mécanismes, les régulations et les impacts de la division cellulaire asymétrique sur le développement et la neurogenèse. Les récents développements de l’intelligence artificielle ont fait des progrès majeurs dans la quantification et l’analyse d’images, ce qui a considérablement fait progresser le domaine de l’imagerie des cellules vivantes.
Maintenir la qualité de l’échantillon pour un film à long terme est un défi de longue date. Bien qu’il soit judicieux d’observer un échantillon pendant huit à 10 heures, les contraintes logistiques, telles que les exigences d’imagerie de l’échantillon et les outils d’imagerie disponibles, rendent la tâche difficile. Notre protocole aborde ce problème en démontrant l’imagerie à long terme sans impact sur la qualité de l’échantillon.
Notre technique pourrait être facilement adoptée et appliquée sur le terrain par les nouveaux arrivants. Avec un peu de temps et de pratique, on peut générer des films à court et à long terme, qui ont le potentiel de produire des données perspicaces et significatives.
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Aperçu
Cet article décrit un protocole pour la préparation, la dissection, le montage et l'imagerie de cerveaux vivants prélevés sur des larves de troisième stade de Drosophila melanogaster. L'accent est mis sur l'observation des dynamiques cellulaires et subcellulaires dans des conditions physiologiques, en particulier dans le contexte de la division cellulaire asymétrique des cellules souches neuronales.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biologie cellulaire
- Biologie du développement
Contexte
- La division cellulaire asymétrique (DCA) est essentielle à la prolifération et à la différenciation des cellules souches.
- Les neuroblastes de Drosophila constituent un modèle pour l'étude des mécanismes de la DCA.
- L'imagerie à long terme de cellules vivantes pose des défis en ce qui concerne le maintien de la qualité de l'échantillon.
- Les progrès réalisés dans le domaine de l'intelligence artificielle ont amélioré la quantification et l'analyse des images.
Objectif de l'étude
- Étudier l'impact de l'ACD sur la neurogenèse.
- Développer un protocole pour l'imagerie à long terme d'échantillons vivants.
- Approfondir la compréhension des dynamiques des cellules souches neuronales.
Méthodes utilisées
- Préparation et dissection des cerveaux de Drosophila.
- Techniques de montage et d'imagerie pour les explants vivants.
- Application d'outils d'intelligence artificielle pour l'analyse d'images.
- Protocoles d'observation à long terme pour maintenir l'intégrité des échantillons.
Résultats principaux
- Imagerie réussie de cerveaux vivants ex vivo sur des périodes prolongées.
- Apport de connaissances sur la dynamique cellulaire durant la DCA.
- Démonstration de la faisabilité d'une imagerie à long terme sans perte de qualité.
- Contribution à la compréhension du rôle de la DCA dans la neurogenèse.
Conclusions
- Le protocole développé permet une imagerie à long terme efficace des cellules souches neuronales de Drosophila.
- Les résultats améliorent la compréhension de la division cellulaire asymétrique en biologie des cellules souches.
- Cette approche peut être appliquée à d'autres études d'imagerie en temps réel sur des cellules vivantes.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
L'imagerie de cellules vivantes de cerveaux de larves de Drosophila au troisième stade larvaire permet l'observation directe de la division asymétrique des cellules souches neuronales, facilitant la détection mécanistique des risques et la validation des cibles en recherche sur le développement neuronal. Ce protocole répond au défi du maintien de la viabilité des échantillons pendant une imagerie prolongée, fournissant des données robustes et quantitatives sur la polarité cellulaire, l'orientation du fuseau et la différenciation. La méthode améliore la confiance prédictive aux points critiques précoces de la découverte et soutient la continuité translationnelle des portefeuilles axés sur la neurogenèse.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'interrogation en temps réel des mécanismes de division des cellules souches neuronales, pertinents pour la validation des cibles.
- Contribue à la réduction des risques biologiques en visualisant la dynamique spatiotemporelle de la détermination du destin cellulaire.
- Facilite une confiance prédictive dans le choix des voies pour les cibles du développement neuronal.
Développement de tests et de criblages
- Prépare des systèmes d'explant validés pour des dosages d'imagerie quantitative en aval.
- Standardise la préparation des échantillons afin d'assurer la reproductibilité et l'acquisition de données robustes.
- Permet des protocoles d'imagerie évolutifs pour l'évaluation de composés dans des contextes neuronaux.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les résultats d'imagerie en temps réel sur des modèles de neurogenèse pertinents pour la maladie.
- Assure une continuité entre la découverte mécanistique et la validation préclinique des cibles neuronales.
- Permet de prendre des décisions d'avancement ajustées au risque en reliant la dynamique cellulaire aux résultats fonctionnels.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Ce protocole d'imagerie en cellules vivantes s'intègre du stade précoce de la découverte jusqu'à l'identification de candidats et à la recherche préclinique dans les filières axées sur la neurobiologie.
- Découverte en biologie : Permet la vérification d'hypothèses sur les mécanismes de division asymétrique et de différenciation neuronale.
- Criblage : Fournit des résultats d'imagerie reproductibles et quantitatifs pour des analyses comparatives.
- Analyse : Offre des données à haut contenu et résolues temporellement pour l'évaluation statistique de la dynamique des divisions.
- Recherche translationnelle : Relie les connaissances mécanistiques à des modèles neuronaux pertinents pour les maladies, lorsque cela est soutenu par des données d'imagerie.
- Réutilisation en milieu professionnel : Met en place une plateforme d'imagerie réutilisable pour diverses études en neurodéveloppement.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la validation des cibles neuronales.
- Valeur opérationnelle : Normalise l'imagerie à long terme et la manipulation des échantillons pour assurer la reproductibilité et la reproductibilité à grande échelle.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'avancement ou d'abandon et l'efficacité du capital en fournissant des données robustes et quantitatives dès les premières étapes du processus.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des cibles et programmes liés à la neurogenèse.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en neurobiologie de Drosophila et en techniques d'imagerie de cellules vivantes.
- Exige un accès à une microscopie avancée et à une infrastructure d'analyse d'images.
- Implique une standardisation inter-équipes des protocoles de dissection et d'imagerie.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les populations neuronales ou les plateformes d'imagerie utilisées.
- La viabilité des échantillons et la durée d'imagerie sont limitées par la qualité de la préparation et la supplémentation du milieu.
F.A.Q. sur la bio-pharmacie
Chapters in this video
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Introduction
1:20
Staging and Collecting Drosophila melanogaster Third Instar Larvae
2:06
Fat Body Collection from Drosophila melanogaster Third Instar Larvae
2:55
Dissection of Drosophila melanogaster Third Instar Larval Brain for Live‐Cell Imaging
4:30
Mounting and Live‐Cell Imaging of Drosophila melanogaster Third Instar Larval Brain
