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    Techniques dtudes

    de la cellule

    Dr. Roger OUROUDA

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    PLANPLAN

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire (microscopie)(microscopie)

    Isolement et culture des cellulesIsolement et culture des cellules

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

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    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire (microscopie)(microscopie)

    Isolement et culture des cellulesIsolement et culture des cellules

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

    PLANPLAN

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    4/68

    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directe/contraste de phasere directe/contraste de phase fluorescencefluorescence confocalconfocal fluorescencefluorescence

    22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique transmission (MET)transmission (MET) balayage (MEB)balayage (MEB)

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire -- MicroscopieMicroscopie

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    MicroscopesMicroscopes

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    Limite de rLimite de rsolution:solution:

    Oeil nu: 300m (10-6m)

    Microscope optique: 200nm (10-9m)

    Microscope lectronique: 100pm (10-12m)

    microscopemicroscope lectroniquelectronique

    PetitePetitemolmolculecule VirusVirus BactBactrierie

    CelluleCelluleanimaleanimale

    CelluleCellulevvggtaletale

    Taille relative des cellules et de leurs composantsTaille relative des cellules et de leurs composants

    microscope optiquemicroscope optique

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire MicroscopieMicroscopie

    Pouvoir de rsolution

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    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique

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    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique

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    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire

    --

    MicroscopieMicroscopie

    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directe/contraste de phasere directe/contraste de phase fluorescencefluorescence confocalconfocal fluorescencefluorescence

    22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique transmission (MET)transmission (MET) balayage (MEB)balayage (MEB)

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    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique :: lumilumire directe/contraste de phasere directe/contraste de phase

    Cellules vivantesCellules vivantes

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    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directe/contraste de phasere directe/contraste de phase fluorescencefluorescence confocalconfocal fluorescencefluorescence

    22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique transmission (MET)transmission (MET) balayage (MEB)balayage (MEB)

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire -- MicroscopieMicroscopie

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    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique-- FluorescenceFluorescence

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    FluorescenceFluorescence

    - Elle peut avoir plusieurs origines :

    naturelle : ex: chlorophylle

    utilisation de substance fluorescente se fixantspcifiquement sur une structure (Ex: DAPI sur ADN ;bleu)

    Cellules CHO

    DAPI

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    FluorescenceFluorescence utilisation de fluorescente substance non spcifiquenaturelle, comme la fluorescine ou la rhodamine, fixe un anticorps spcifique dun antigne. Spcificit due lanticorps

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    Fluorescence (cellule vivante)Fluorescence (cellule vivante)

    Protine chimre (ex: GFP) naturellement fluorescente

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    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directere directe contraste de phasecontraste de phase fluorescencefluorescence

    confocalconfocal fluorescencefluorescence

    22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique balayage (MEB)balayage (MEB)

    transmission (MET)transmission (MET)

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire -- MicroscopieMicroscopie

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    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique-- microscopie confocalemicroscopie confocale

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    SurfaceSurface

    Profondeur du foyerProfondeur de lacollecte de la lumiere

    Profondeur de lacollecte de la lumiere

    Microscopie optique Microscopie confocal

    Observationau microscope optique

    Observationau microscope confocal

    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique-- microscopie confocalemicroscopie confocale

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    Z1

    Z2

    Z3

    Z4

    Z1Z2

    Z4Z3

    Microscopie confocaleMicroscopie confocale

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    Microscope confocalMicroscope confocal

    Microscopie confocaleMicroscopie confocale MicroscopieMicroscopie fluorescencefluorescence

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    11-- Microscopie optiqueMicroscopie optique -- Microscopie confocaleMicroscopie confocale fluorescencefluorescence

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    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directere directe contraste de phasecontraste de phase fluorescencefluorescence

    confocalconfocal fluorescencefluorescence22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique

    transmission (MET)transmission (MET)

    balayage (MEB)balayage (MEB)

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire -- MicroscopieMicroscopie

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    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directere directe contraste de phasecontraste de phase fluorescencefluorescence

    confocalconfocal fluorescencefluorescence22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique

    transmission (MET)transmission (MET)

    balayage (MEB)balayage (MEB)

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire -- MicroscopieMicroscopie

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    11-- Microscope optiqueMicroscope optique lumilumire directere directe contraste de phasecontraste de phase fluorescencefluorescence

    confocalconfocal fluorescencefluorescence22-- MicroscopeMicroscope lectroniquelectronique

    transmission (MET)transmission (MET)

    balayage (MEB)balayage (MEB)

    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire -- MicroscopieMicroscopie

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    1- Microscopie lectronique

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    http://www.mos.org/sln/SEM/mhead.html

    www.allergybegone.com/newsletter-apr2005.html.

    http://www.mos.org/sln/SEM/mhead.html

    www.allergybegone.com/newsletter-apr2005.html.

    en.wikipedia.org/wiki/Immune_system .

    1- Microscopie lectronique

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    MicroscopieMicroscopie

    RRsumsum

    Microscopie optiqueMicroscopie optique MicroscopieMicroscopie lectroniquelectronique

    Faisceau de lumiFaisceau de lumirere FaisceauFaisceau lectroniquelectronique

    Lentilles optiquesLentilles optiques LentillesLentilles lectromagnlectromagntiquestiques

    RRsolution 0,2solution 0,2mm RRsolution 0,2nmsolution 0,2nm

    Traditionnel Fluorescencelectronique balayage

    (MEB)

    lectronique transmission

    (MET)

    Cellules non vivantesCellules non vivantes

    Cellules vivantesCellules vivantes

    ou non vivantesou non vivantes Protinesfluorescentes

    CellulesCellulesvivantesvivantes

    CellulesCellulesnon vivantesnon vivantes

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    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire (microscopie)(microscopie)

    Isolement et culture des cellulesIsolement et culture des cellules

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

    PLANPLAN

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    IsolementIsolement partir dpartir dun tissuun tissu

    IsolementIsolement partir de sangpartir de sang

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

    ISOLEMENT ET CULTUREISOLEMENT ET CULTURE

    DES CELLULESDES CELLULES

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    Culture cellulaireCulture cellulaire

    Fragment

    tissulaire

    Suspension de cellules

    Les cellules sont mises dans

    un flacon rempli de milieu nutritif

    CULTURE PRIMAIRECULTURE PRIMAIRE

    CULTURE SECONDAIRECULTURE SECONDAIRE

    Prolifration des cellulesjusqu conf luence

    Cellu les rcoltes ettransfres dans un nouveau flacon

    Passage

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    Collag nase H Tampon cordon Cordon ombilical

    Canules

    HUVECs Passage 0 (P0):culture primaire

    HUVECs Passage 1 (P1): culture secondaire)

    Cellules endoth liales

    1. Isolement et culture cellulaire1. Isolement et culture cellulaire

    partir dpartir dun tissuun tissu

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    www.microscopyu.com

    Contraste de phase

    Cellules HeLaCellules HeLa (Henrietta Lacks)(cellules immortalis(cellules immortalises des drivrives de cellules des de cellules d un cancer cervical)un cancer cervical)

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    IsolementIsolement partir dpartir dun tissuun tissu

    IsolementIsolement partir de sangpartir de sang

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

    ISOLEMENT ET CULTUREISOLEMENT ET CULTURE

    DES CELLULESDES CELLULES

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    IsolementIsolement partir de sangpartir de sang

    Sang hparin

    Centrifugation

    Surnageant = plasma

    Culot = cellules

    Remise en suspension

    Sparation

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    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire (microscopie)(microscopie)

    Isolement et culture des cellulesIsolement et culture des cellules

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

    PLANPLAN

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    41/68

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Cytomtrie en flux (taille, granulosit)

    Cytofluorimtrie en flux (taille, granulosit, fluorescence)

    Trieur de cellules par Cytofluorimtrie en flux(Fluorescence-activated cell sorter, FACS)

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux (taille, granulosit(taille, granulosit))

    Cytofluorimtrie en flux (taille, granulosit, fluorescence)

    Trieur de cellules par Cytofluorimtrie en flux(Fluorescence-activated cell sorter, FACS)

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    BD biosciences

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    C tC t t i flt i fl

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    C tC tomt i fltrie en fl

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    biology.berkeley.edu

    Detecteur

    Forwardscatter

    (FS)

    Detecteur Side scatter(SC)

    Detecteur Side scatter(SC)

    SourceSourcede lumide lumirere

    Forward Scatter (FS) est proportionnel la taille de la cellule

    Side Scatter (SC) est proportionnel la complexit de la cellule (granulosit)

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

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    LymphocytesLymphocytes

    NeutrophilesNeutrophiles

    MonocytesMonocytes

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Sang total lysSang total lys

    (F

    S)

    (SC)

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Cytomtrie en flux (taille, granulosit)

    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux (taille, granulosit(taille, granulosit, fluorescence), fluorescence)

    Trieur de cellules par Cytofluorimtrie en flux(Fluorescence-activated cell sorter, FACS)

    C t fl iC t fl i t i flt i fl

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    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux

    Antignes

    Anticorps spcifiques

    FITCFITCPEPE

    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux

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    Histogramme 2 Paramtres

    FITC FLFITC FL

    PopulationPopulation

    NNgativegative PopulationPopulationpositive (FITC+)positive (FITC+)

    PopulationPopulationpositivepositive

    (PE+)(PE+)

    PopulationPopulationdoublementdoublement

    positivepositive

    ((FITC+FITC+,, PE+PE+))PE

    FL

    PE

    FL

    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux

    + +

    + -- -

    - +

    0

    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux --ApplicationApplication

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    Etude du cycle cellulaireEtude du cycle cellulaire

    https://reader009.{domain}/reader009/html5/0320/5ab05a6eb

    Iodide de propidium sintercale entre lespaires de bases et se lie lADN double brin

    Contenu en ADN

    2n

    4n

    G1S G2+M

    G1

    G1

    G2

    M

    S

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Cytomtrie en flux (taille, granulosit)

    Cytofluorimtrie en flux (taille, granulosit, fluorescence)

    Trieur de cellules par CytofluorimTrieur de cellules par Cytofluorimtrie en fluxtrie en flux(Fluorescence(Fluorescence--activated cell sorter, FACS)activated cell sorter, FACS)

    Tri cellulaire parTri cellulaire par

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    Tri cellulaire parTri cellulaire par

    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

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    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

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    Tri cellulaire parTri cellulaire par

    cytofluorimcytofluorimtrie en fluxtrie en flux

    Tri cellulaire parTri cellulaire parC t fl iC t fl i t i flt i fl

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    CytofluorimCytofluorimtrie en fluxtrie en flux

    Domaines utilisant la cytomDomaines utilisant la cytomtrie en fluxtrie en flux

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    RechercheRecherche CliniqueClinique

    IndustrieIndustriePharmacologiePharmacologie

    yy

    - Fonction immune- Cancer- Biologie molculaire

    - Diagnostic in vitro- Transplantation/Transfusion- Qualit contrle pour thrapie cellulaire

    - Identification et validation de composs- Etude de safety de mdicaments- Dcouverte de biomarqueurs

    - Environnement-Agriculture

    PLANPLAN

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    Imagerie cellulaireImagerie cellulaire (microscopie)(microscopie)

    Isolement et culture des cellulesIsolement et culture des cellules

    CytomCytomtrie en fluxtrie en flux

    Exploration molExploration molculaireculaire

    PLANPLAN

    E ploration molExploration molc laireculaire

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    Exploration molExploration molculaireculaire

    Fractionnement subcellulaireFractionnement subcellulaire

    Techniques dTechniques danalyse de lanalyse de l ADN, des ARNADN, des ARN

    et des protet des protinesines

    Cellule eucaryotiqueCellule eucaryotique

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    y qy q

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    SSparation des organitesparation des organites

    Par centrifugation diffPar centrifugation diffrentiellerentielle

    Par gradient de densitPar gradient de densit

    SSparation des organites:paration des organites: Centrifugation diffCentrifugation diffrentiellerentielle

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    SSparation des organitesparation des organites

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    Gradient de densitGradient de densit

    Exploration molExploration molculaireculaire

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    Exploration molExploration molculaireculaire

    Fractionnement subcellulaireFractionnement subcellulaire

    Techniques dTechniques danalyse de lanalyse de l ADN, des ARNADN, des ARN

    et des protet des protinesines

    La chromatographie d'exclusion ou fi ltration sur gel

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    1 : Dpt d'un mlange de deux molcules2 : Les petites molcules3 : Les grosses molcules4 : Les petites molcules sont lues

    La chromatographie d'affinit

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    g p

    Prsence de groupements d'atomes

    formant des sites particuliers : Ac-Ag, Enz-substrat

    La chromatographie de paires d'ions

    La chromatographie : Types

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    Charge lectrique

    changeuse danions(+)

    Ex: Amine tertiaire,DEAE (dithylaminothyle)

    changeuse de cations(-)

    Ex : Carboxyle coo-,Phosphate Po4-