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Les équipes ont marqué ces compartiments à l’aide de nanocristaux (taille ≈100 nm) à réponse optique non-linéaire (synthétisés au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique). Pour ce faire elles ont injecté les nanocristaux dans le toit optique des larves, où ils sont ensuite endocytés spontanément dans les axones des neurones périventriculaires. La méthode de mesure du transport axonal consiste alors à enregistrer le signal de génération de second harmonique (SHG) des nanocristaux par microscopie à balayage rapide à l’aide d’un microscope à deux photons commercial équipé d’un scanner galvanométrique résonant. À la différence des stratégies s’appuyant sur le suivi de marqueurs fluorescents, la SHG ne photoblanchit jamais et possède un spectre étroit (≈10 nm) permettant d’obtenir un rapport signal/fond élevé même à une cadence de 20 champs de ≈100×100 µm balayés par seconde.

Ces performances, associées aux propriétés de transparence optique de la larve de poisson zèbre ont été notamment exploitées pour mesurer des paramètres du transport axonal dans la lignée transgénique mutante d’un moteur moléculaire kinésine (Kif5aa), en collaboration avec une équipe de l’Institut de la Vision (Paris). La précisions de cette nouvelle méthode de mesure de transport axonal a permis de révéler des anomalies indétectables par une approche conventionnelle d’imagerie de protéines fluorescentes.

Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue ACS Nano de la société américaine de chimie. Le pipeline MINT d’extraction automatique des paramètres de transport axonal à partir des données brutes de vidéo-microscopie a été développé à cette occasion pour faciliter l’analyse d’un grand nombre de données.

La méthode mise au point servira à étudier les liens entre défauts de transport axonal et dysfonctions neuronales in vivo. Dans ce contexte, le poisson zèbre permet de développer des modèles biomédicaux d’intérêt de telles dysfonctions (maladies neurodégénératives, infections cérébrales, vieillissement…), dans lesquels il est possible de cribler des principe actifs thérapeutiques.

Contact :

• francois.treussart@ens-paris-saclay.fr ou christelle.langevin@inrae.fr ou baptiste.grimaud@ens-paris-saclay.fr