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Exploration des structures neurovasculaires fines dans l’épiphyse du tibia avec le microscope FLUOVIEW FV3000

Imagerie de structures tissulaires fines et complexes avec une réduction du blanchiment

L’imagerie des vaisseaux sanguins et des nerfs sensoriels dans l’épiphyse de l’articulation du genou est difficile, car les nerfs et les vaisseaux forment une structure complexe dans un espace étroit. Grâce à la grande efficacité de sa transmission, le microscope confocal à balayage laser FLUOVIEW FV3000 permet d’obtenir des images lumineuses en haute résolution des structures fines tout en utilisant une faible puissance laser, ce qui permet de réduire le photoblanchiment de l’échantillon. En utilisant cette capacité du microscope FV3000, nous avons pu réaliser une imagerie d’une structure 3D complexe des nerfs sensoriels et du système vasculaire environnant pénétrant un foramen dans l’épiphyse du tibia.

Figure 1 : Les nerfs sensoriels et le système vasculaire environnant pénètrent un foramen dans l’épiphyse du tibia (image 3D)
Nerfs sensoriels (EYFP, cyan), vaisseaux sanguins (Alexa Fluor 594, magenta), noyaux (DAPI, orange)

Équipements d’imagerie
Microscope : système FLUOVIEW FV3000
Objectif : objectif à immersion dans l’huile X100 (UPLSAPO100XO)

Exploration des structures neurovasculaires de l’épiphyse du tibia

Comprendre les projections vasculaires et neurales de l’articulation du genou est important pour soulager la douleur dans les cas d’arthropathie du genou. Cependant, jusqu’à présent, les chercheurs n’avaient pas pu observer pleinement les fines structures formées par les nerfs sensoriels et les vaisseaux sanguins dans toute l’articulation du genou. Grâce au microscope FV3000, ces structures sont clairement visibles pour la première fois. Nous avons observé que les nerfs sensoriels de l’articulation du genou ne sont présents pas seulement dans le ménisque, mais aussi dans l’épiphyse du tibia. Ces nerfs sensoriels s’entremêlent avec les vaisseaux sanguins environnants. Ensemble, ils forment une structure neurovasculaire qui pénètre un foramen dans l’épiphyse du tibia.

Référence : Koichi Matsuo, et al. « Innervation of the tibial epiphysis through the intercondylar foramen. » Bone, 120 (2019) 297–304

Figure 2 : Foramen neural et vasculaire

L’apport du microscope confocal FV3000 pour notre expérience

Le détecteur TruSpectral à haute sensibilité permet de réaliser l’imagerie avec une faible phototoxicité

Le détecteur TruSpectral est équipé d’un réseau de diffraction à transmission capable de transmettre des signaux fluorescents avec une efficacité plus de 40 % supérieure à celle des réseaux de diffraction à réflexion conventionnels. Grâce à la transmission améliorée, une puissance laser moindre est requise pour acquérir les images, d’où la réduction de la phototoxicité.

Acquisition d’images à rapport signal/bruit élevé avec une faible lumière d’excitation

Le tube photomultiplicateur GaAsp comporte jusqu’à 4 canaux avec une efficacité quantique maximale de 45 %, ce qui permet aux utilisateurs d’observer les échantillons trop sombres pour être visualisés avec des équipements conventionnels. Le refroidissement par effet Peltier réduit le bruit de fond de 20 % pour obtenir des images avec un rapport signal/bruit élevé avec une lumière d’excitation exceptionnellement faible.

Commentaire du Dr Katsuhiro Kawaai

Pour réaliser l’imagerie de la structure 3D fine et complexe des neurites d’une zone étroite, un objectif à immersion dans l’huile X100 avec une ouverture numérique (ON) élevée était nécessaire ; cependant, le blanchiment dû à la puissance laser concentrée posait problème. Heureusement, grâce à la sensibilité élevée du microscope FV3000, nous avons pu maintenir la puissance laser à un faible niveau tout en obtenant des images en haute résolution de 50 plans Z à des intervalles de 0,45 µm sans photoblanchir notre échantillon.

Remerciements
Cette note d’application a été rédigée avec l’aide des chercheurs suivants :
Dr Katsuhiro Kawaai et Dr Koichi Matsuo, Laboratory of Cell and Tissue Technology, Keio University School of Medicine

Produits utilisés pour cette application

Microscope confocal à balayage laser

FV4000

Étendue dynamique révolutionnaire pour l’imagerie, de l’échelle macro jusqu’aux structures subcellulaires
Possibilité de multiplexer jusqu’à six canaux simultanément avec la technologie TruSpectral
Scanners à haute résolution et à grande vitesse repensés pour l’imagerie des cellules fixées et vivantes
Profondeur et photosensibilité améliorées grâce à des capacités pionnières dans le proche infrarouge et à des composants optiques réputés
Tranquillité d’esprit grâce au détecteur SilVIR fiable et reproductible
Dix lignes laser uniques dans le secteur^* avec une plage spectrale plus large de 405 à 785 nm

_{* En date d’octobre 2023.}

En apprendre plus

Objectifs apochromatiques étendus

UPLXAPO

Ces objectifs apochromatiques étendus disposent d’une grande ouverture numérique (ON) et assurent une planéité d’image large et homogène et une compensation des aberrations chromatiques allant de 400 à 1000 nm. Ils permettent la prise d’images lumineuses en haute résolution pour une variété d’applications, notamment en microscopie en fond clair, de fluorescence et à super-résolution confocale.

Grande ouverture numérique, planéité d’image homogène étendue et compensation des aberrations chromatiques sur une large gamme allant de 400 à 1000 nm
Image de précision très fiable pour un large éventail d’applications allant de la microscopie de fluorescence/en fond clair à la microscopie confocale/à super-résolution