Automatisation de l’imagerie et de la quantification effectuées lors des essais de migration grâce à un système de surveillance de l’incubation

Plan expérimental

Les informations sur la migration cellulaire peuvent être très utiles dans de nombreux domaines de recherche, notamment la cicatrisation des plaies et le cancer. Dans le domaine de la cicatrisation des plaies, elles sont utilisées pour évaluer les médicaments qui stimulent la migration cellulaire servant à refermer les plaies. Dans le domaine du cancer, elles sont utilisées pour évaluer les médicaments qui répriment les métastases et l’infiltration des cellules cancéreuses. Une façon de mesurer la migration cellulaire consiste à effectuer un essai de migration, où des cellules adhérentes sur une boîte de culture tissulaire sont observées pendant qu’elles migrent dans un espace sans cellule. Ce qu’il y a de plus important et de plus difficile dans la réalisation d’un essai de migration, c’est de déterminer les durées appropriées pour analyser la migration. Un essai de migration analysé trop tôt ne montre pas de différences entre les échantillons traités et l’échantillon témoin, tandis qu’un essai analysé trop tard montre des zones cibles complètement remplies de cellules dans tous les échantillons. Auparavant, un chercheur devait imager manuellement et au bon moment l’essai de migration pour obtenir les données nécessaires à la quantification, puis appliquer manuellement sa méthode de quantification.

Nous présentons ci-dessous l’analyse des effets inhibiteurs du sorafénib, un médicament anticancéreux, sur la migration de la lignée de cellules de cancer du sein humain MCF7. Nous montrons également comment l’imagerie et la quantification effectuées lors des essais de migration peuvent être automatisées à l’aide du système de surveillance de l’incubation Olympus Provi™ CM20.

Procédures expérimentales

Les cellules MCF7 ont été cultivées dans un milieu RPMI-1640 additionné de 10 % de sérum de veau fœtal (SVF) et de 1 % de pénicilline-streptomycine. Une plaque de 24 puits a été ensemencée au moyen d’un insert de culture Ibidi à 2 puits (Ibidi, n^o cat. ib80209) à une densité de 105 000 cellules/70 μL/chambre. L’insert de culture à 2 puits Ibidi a été retiré 24 heures après l’ensemencement, ce qui a créé un espace pour la migration cellulaire. Les cellules ont été lavées trois fois et traitées avec du sorafénib (10 μM ou 30 μM) ou ont été laissées telles quelles comme témoins non traités. Le moniteur CM20 a automatiquement imagé les cellules toutes les heures pendant 94 heures pour quantifier la confluence en vue d’évaluer la migration des cellules.

Résultats

Figure 1. Images de cellules lors d’un essai de migration

En haut : témoin sans sorafénib / Au centre : 10 μM de sorafénib / En bas : 30 μM de sorafénib
Les zones masquées par les cellules (en bleu) représentent les zones de confluence détectées automatiquement par le moniteur CM20.

Dans les deux échantillons traités au sorafénib, la migration cellulaire a diminué proportionnellement à la concentration de sorafénib, et la zone de confluence était toujours ouverte après 48 heures, alors qu’elle était fermée dans l’échantillon témoin.

Figure 2. Quantification de la confluence lors d’un essai de migration

En haut : témoin sans sorafénib / Au centre : 10 μM de sorafénib / En bas : 30 μM de sorafénib

La quantification de la confluence avec le moniteur CM20 était concordante avec les résultats des observations cellulaires. Les cellules témoins présentaient une confluence de près de 100 % après 48 heures, tandis que les cellules traitées au sorafénib présentaient une confluence plus faible proportionnelle à la concentration de sorafénib.

Figure 3. Pourcentage de fermeture par rapport à l’échantillon témoin après 48 heures

Barre = moyenne ± erreur type, n=3

Tableau 1. Quantification de la migration cellulaire dans un essai de migration

La migration cellulaire a été déterminée par la soustraction des niveaux de confluence au début du traitement de ceux observés après 48 heures de traitement. La migration cellulaire s’est avérée considérablement inhibée proportionnellement aux concentrations de sorafénib.

Avantages des évaluations effectuées à l’aide du système de surveillance de l’incubation

Le système de surveillance de l’incubation CM20 nous a permis de détecter efficacement les effets inhibiteurs du médicament anticancéreux sur la migration cellulaire lors d’un essai de migration.

Dans un essai de migration, il est essentiel d’effectuer les mesures aux temps appropriés. Les effets des médicaments peuvent être mieux détectés lorsqu’ils sont évalués au moment où la migration atteint 100 % dans l’échantillon qui présente la migration la plus rapide (c’est-à-dire l’échantillon témoin dans cette analyse). Auparavant, il était nécessaire d’observer les cellules à intervalles de quelques heures pour vérifier la migration, et donc de planifier les expériences en fonction de la disponibilité du chercheur. Même alors, il y avait un risque que la migration atteigne 100 % pendant la nuit. Le moniteur CM20 résout ce problème en imageant et en quantifiant automatiquement la migration cellulaire au fil du temps. Le système permet à l’utilisateur d’analyser ensuite les cellules à sa convenance, ce qui facilite considérablement le travail. L’utilisation d’un système de surveillance de l’incubation pour les expériences de migration a le potentiel de faire gagner du temps aux chercheurs, d’améliorer l’exactitude et la reproductibilité des résultats et de renforcer l’efficacité des essais.

Remerciements

Cette note d’application a été rédigée avec l’aide du chercheur suivant :

D^r Takahiro Yamaguchi, chercheur principal, ACEL, Inc.