la cytométrie en flux la cytométrie mesure des cellules comparaison déchantillons paramètres...

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Page 1: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres
Page 2: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en flux

La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison d’échantillons

Paramètres physiquesParamètres chimiques (sondes fluorescentes)Paramètres biologiques

Microscope, photos numériques

Le Flux Dénombrement de particule Passage une à une devant le détecteur Liquide en mouvement

Page 3: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en flux

Le Principe

Le laser

La focalisation hydrodynamique

La focalisation du laser

La diffraction du laser

Séparation des signaux

Les résultats

Page 4: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : le laser

laser Argon 488nm

Raie lumineuse monochromatique

Un seul type de photons (dans le bleu)

Forme elliptique après focalisation

Faisceau d’éclairement très concentré

COULTER® EPICS® XL

Page 5: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la focalisation

hydrodynamique

P2

d1

d2

d1 >> d2

P1P2>P1

Page 6: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la focalisation

hydrodynamique

100

1 ml de cellules 106/ml:

12 µm de diamètrecolonne de cellules de 9 km1 cellule / 0.9 cm

Manchon liquidien : 50 à 100 µm

Suspension cellulaire :10 à 15 µm

12

Page 7: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la focalisation du laser

FOCALISATION LASER

Lentilles de focalisation

Le diamètre d'un faisceau laser : 0,7 mm

peu précis

2 lentilles permettent defocaliser le laser de manière àobtenir un faisceau elliptiqueproche, en taille, des événementsà analyser : TRES PRECISTRES PRECIS

Page 8: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la diffusion axiale

photodiode

e-V

Page 9: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la diffusion axiale

Diffusion dans l’axe

Forward scatter (FS, FSc)

Diffraction ++

Réflexion +/-

Réfraction +/-

Taille des particules

Page 10: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la diffusion latérale

i1i2 Réflexion

Réfraction

Page 11: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la diffusion latérale

Diffusion à angle droit

Side scatter (SS, SSc)

Diffraction -

Réflexion ++

Réfraction +

Hétérogénéité du contenu cellulaire

Page 12: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la diffraction du laser

LaserDiffusion axiale

Diffusion latérale + fluorescence

Page 13: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la séparation des signaux

Spécificité relative

Fluorochrome spécifique pour un constituant de la celluleToutes les cellules marquées

Ac.Nucléiques Protéines Ions

Spécificité absolue

Fluorochrome lié à une molécule biologique Substrat fluorogène Ligands: FC, AnV, lectines Anticorps

Page 14: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la séparation des signaux

Sondes fluorescentes: plusieurs fluorescences pour chaque cellule

Fluo1

Fluo2

Fluo3Filtres optiques

Page 15: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

Filtres interférentiels

Miroirs dichroïques

Filtres colorés absorbants

La cytométrie en fluxLe principe : la séparation des signaux

Page 16: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

500nm 800nm700nm600nm

FITCFITC

PEPEECDECD PECy5PECy5

Emission

Rel

ativ

e F

luor

esce

nce

La cytométrie en fluxLe principe : la séparation des signaux

Page 17: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

D1 D2 D3

D5

D4

D1, D2, …: photomultiplicateurs

La cytométrie en fluxLe principe : la séparation des signaux

Page 18: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe principe : la séparation des signaux

Page 19: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : la chaîne d’acquisition

h

Ampli

eVPMT

0V

10V

CAD

0

1023

0000000000

0000000001

0000000010

1111111011

11111111111111111110

Page 20: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Digitalisation /

Histogramme

1110 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 1023

N

Intensité du signal

Page 21: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

N

intensité de fluorescence0 1023

N

%

Moy, CV, ...

La cytométrie en fluxLes résultats : analyse d’histogramme

Page 22: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

Histogramme

de Distribution

N

intensité

- graphe

- courbe

- profil

Spectre de

fluorescence

inte

nsi

Page 23: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

moy?Représentation des

résultats sous forme d’histogrammes de distribution de fréquence.

Analyses de populations dans des échantillons hétérogènes

La cytométrie en fluxLes résultats

Page 24: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Histogramme bi

paramétrique

1

1

0 2 3 4

0

2

3

4

N

Paramètre 1

Para

mèt

re 2

Page 25: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Histogramme bi

paramétrique

Page 26: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Combinaison de

paramètres

paramètre1 paramètre2

Page 27: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Conditionnement de

l’analyse

Diffusion Axiale

Diff

usio

n

laté

rale

Diffusion AxialeDiffusion AxialeDiffusion Axiale

Page 28: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Conditionnement

couleur

Diff

usio

n laté

rale

Diffusion axiale

Diff

usio

n laté

rale

Diffusion axiale

Page 29: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

diffusionlaser

fluo1

fluo2

fluo3

électronique

La cytométrie en fluxSynthése

Page 30: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : immunofluorescence

Excellente spécificité (Ac) théorique

Nombreux contrôles nécessaires Spécificité de l’Anticorps

Fixation non spécifique pour l’antigène

Affinité

Page 31: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLes résultats : Le contrôle négatif

Ac négatif Ac marqueur1

2

Lecture dérivée des observations au microscope

Page 32: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxApplications : Analyse CD4 / CD8

Dif

f. L

atér

ale

Diff. Axiale

Anti-CD8

Anti-CD4

Sang

Lyse des GR

Page 33: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

65%

20%

La cytométrie en fluxApplications : Analyse CD4 / CD8

Page 34: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxApplications : Analyse des leucémies

Dif

fusi

on la

téra

le

CD45

Leuco

Ery

Page 35: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxApplications : Analyse du cycle

cellulaire

Marqueurs de l’ADN

Intercalants

Spécificité relative

Page 36: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

G1 M

Dnr

G1 M

Colc

G1 M

Cam

G1 M

Fluorescence proportionnelle à ADN

La cytométrie en fluxApplications : Analyse du cycle

cellulaire

Page 37: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxApplications : Analyse de l’apoptose

Marqueurs membranaires

Marqueurs mitochondriaux

Marqueurs enzymatiques

Page 38: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxApplications : Marquage Annexine V-

FITC-phospatidylsérines

-Annexine V-FITC

Apoptose

Intactes

Nécrose

Iodure de propidium vert

rouge

Page 39: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

Témoin CHX

TNF TNF+CHX

IP

AnV

Apotose

Apotose tardive ou nécrose

La cytométrie en fluxApplications : Marquage Annexine V-FITC /

IP

Page 40: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe tri par CMF

Cellules en suspension dans un jet de liquide

Formation de goutellettes

Charge Electrostatique

Déviation des gouttelettes

Page 41: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

Technologie dérivée des imprimante à jet d ’encre

Jet de liquide instable dans l ’air gouttelettes

Oscillations modifient le point de rupture

La cytométrie en fluxLe tri par CMF : La formation de

gouttelettes

Page 42: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

30kHz

d=Cte

La cytométrie en fluxLe tri par CMF : La formation de

gouttelettes

Page 43: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

-

0

+

t (µs) ?

?

La cytométrie en fluxLe tri par CMF : La Charge des

gouttelettes

Page 44: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe tri par CMF : La déviation des

gouttelettes

+

+

+

+-

-

-

-

0++

+

+

+-

-

-

-

3000 V

Page 45: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres
Page 46: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

+3000 V-3000 V

Cellules

Liquide de veine

+/-

Electronique

Détecteur

Page 47: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe tri par CMF

Technique longueSélection sur plusieurs paramètres à la foisChoix entre pureté et rendementBonne pureté >95%ClonagesPréparations pour :

Mise en cultureBiologie moléculaireWestern blotsActivité enzymatiquesEtc …

Page 48: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

La cytométrie en fluxLe tri par CMF: Tri des cellules NK

99% CD56+

1,3% CD56+

CD56

SSc

Enricht rosette

Tri CMF

64% CD56+

Page 49: La cytométrie en flux La Cytométrie Mesure des cellules Comparaison déchantillons Paramètres physiques Paramètres chimiques (sondes fluorescentes) Paramètres

0 h

3 hneglow

high

Jurkat 7C11

La cytométrie en fluxLe tri par CMF: Inhibiteurs des

caspases