Surmonter les défis de l’imagerie des organoïdes grâce à un objectif à immersion dans un gel de silicone

Organoïde cérébral sous le microscope.

Organoïde cérébral : cyan : nucléaire, vert : TUJ1, rouge : PAX6

Taro Hayashi

Taro Hayashi
Scientifique des applications des sciences de la vie

8/04/2026

Les organoïdes, une reproduction des organes humains, jouent un rôle de plus en plus crucial dans le criblage de médicaments et la modélisation des maladies. Cependant, leur épaisseur et leur taille importantes posent des défis uniques pour la microscopie.

En général, les chercheurs recourent à un flux de travail qui alterne entre un faible grossissement pour la navigation et un grand grossissement pour les détails, ou bien ils assemblent les images pour capturer l’ensemble du spécimen. Bien que les objectifs à air standard (secs) soient pratiques, ils sont souvent insuffisants en termes de résolution et de distance de travail pour l’imagerie en profondeur dans l’organoïde.

Pour obtenir une imagerie 3D haute résolution, les microscopes confocaux associés à des objectifs à immersion liquide (eau, huile ou huile de silicone) sont la référence. Cependant, ces approches soulèvent des difficultés opérationnelles : Le contact avec l’huile peut se rompre lors du déplacement de la platine, et les résidus d’huile sur la coupelle peuvent dégrader les images lors du retour aux objectifs secs.

Dans cet article, nous évaluons une solution révolutionnaire : un objectif à immersion dans un gel de silicone (LUPLAPO25XS), premier du genre, associé au microscope confocal à balayage laser FLUOVIEW™ FV5000 pour l’imagerie des organoïdes cérébraux. Nous explorons les trois principaux avantages de cette technologie optique par rapport aux objectifs à immersion dans l’huile de silicone classiques.

Protocole pour l’expérience d’imagerie des organoïdes

Afin d’évaluer les avantages de l’immersion dans un gel de silicone, nous avons utilisé l’organoïde produit selon le protocole suivant :

Génération d’organoïdes cérébraux
Les cellules souches pluripotentes humaines induites (hiPSCs ; lignée 201B7) ont été maintenues dans des conditions non différenciées à l’aide du milieu eTeSR (STEMCELL Technologies). Des organoïdes cérébraux ont été générés à l’aide du kit d’organoïdes cérébraux STEMdiff (STEMCELL Technologies). Le processus de différenciation, comprenant la formation de corps embryoïdes, l’induction du neuroectoderme et la maturation ultérieure de l’organoïde, a été réalisé conformément aux instructions fournies avec le kit d’organoïdes cérébraux STEMdiff.

Immunomarquage et clarification des tissus
Les organoïdes ont été fixés et soumis à un immunomarquage avec DAPI pour le marquage nucléaire, l’anti-TUJ1 (Alexa Fluor 488) pour les marqueurs neuronaux et l’anti-PAX6 (Alexa Fluor 594) pour les marqueurs de cellules progénitrices neuronales. Après coloration, les échantillons ont été clarifiés à l’aide du réactif de clarification tissulaire Sca l eS4 avant l’imagerie.

3 avantages de l’utilisation de l’immersion dans un gel de silicone pour l’imagerie des organoïdes cérébraux

L’expérience a démontré comment l’objectif à immersion dans un gel de silicone LUPLAPO25XS, associé au microscope confocal FV5000, a permis de surmonter les difficultés opérationnelles courantes dans l’imagerie des organoïdes cérébraux. Voici les trois principaux avantages :

1. Stabilité de l’axe Z : Absence de perte de contact

L’immersion classique dans l’huile de silicone nécessite un pont liquide continu entre la lentille et la coupelle. Lors de l’acquisition de coupes optiques profondes ou d’ajustements importants de la mise au point Z, ce pont peut facilement se rompre.

Le défi de l’huile de silicone : Une fois le contact avec l’huile de silicone perdu, le retour à la coordonnée Z d’origine entraîne souvent une image floue car l’huile ne reforme pas automatiquement un ménisque parfait. Les chercheurs doivent intervenir manuellement pour réappliquer l’huile ou ajuster l’objectif, interrompant ainsi l’expérience (Figure 1).
L’avantage du gel de silicone : Grâce aux propriétés élastiques du gel de silicone, le contact est résilient. Même si l’objectif est éloigné de la coupelle, le retour à la coordonnée Z cible restaure instantanément une image haute résolution. Cela permet des réglages de mise au point plus flexibles et des séances d’imagerie hautement reproductibles (Figure 2).

Image comparative montrant comment la perte de contact avec un objectif à immersion dans l’huile de silicone entraîne une perte de luminosité et de qualité de l’image.

^{Figure 1.} ^{La perte de contact avec un objectif à immersion dans l’huile de silicone entraîne une perte de luminosité et de qualité de l’image. Bleu : nucléaire. Vert : TUJ1. Rouge : PAX6.}

^{À gauche : Observation régulière avec l’objectif à huile de silicone UPLSAPO30XSIR ; les images sont très nettes.}
^{À droite : Après que la fonction de libération a éloigné et repositionné l’objectif, la luminosité et la qualité de l’image diminuent en raison de l’absence d’huile entre l’objectif et l’échantillon.}

Image comparative montrant comment le gel de silicone maintient le contact après le déplacement de l’objectif.

^{Figure 2.} ^{Le gel de silicone maintient le contact même après le déplacement de l’objectif. Bleu : nucléaire, vert : TUJ1, rouge : PAX6.}

^{À gauche : Observation régulière avec l’objectif à immersion dans un gel de silicone LUPLAPO25XS ; les images sont très nettes.}
^{À droite : Une fois que la fonction de libération a déplacé l’objectif et l’a repositionné, la même qualité d’image est reproduite.}

2. Changement d’objectif sans interruption : Un flux de travail sans nettoyage

Lors du travail d’observation typique, les chercheurs repassent souvent à un objectif à air avec un faible grossissement après une inspection à haute résolution.

Le défi de l’huile de silicone : L’huile de silicone laisse un dépôt gras au fond du récipient d’imagerie. Si vous passez à un objectif à air sans avoir minutieusement nettoyé le récipient, l’huile résiduelle peut provoquer une aberration sphérique sévère, rendant l’image inutilisable. Ce processus de nettoyage est long et risque de perturber l’échantillon (Figure 3).
L’avantage du gel de silicone : Le gel de silicone est non migratoire et ne laisse aucun résidu liquide sur le récipient d’imagerie. Notre vérification a démontré que vous pouvez passer de l’objectif à gel à un objectif à air et poursuivre immédiatement l’observation sans que l’image soit dégradée. Cela permet de travailler sans interruption en associant la commodité des objectifs secs aux performances optiques de l’imagerie par immersion (Figure 4).

Comparaison d’images avec un objectif sec avant et après utilisation d’un objectif à immersion dans l’huile de silicone.

^{Figure 3.} ^{Comparaison d’images obtenues avec un objectif sec avant et après l’utilisation d’un objectif à immersion dans l’huile de silicone. Gris : nucléaire.}
^{Gauche : Image obtenue avec un objectif sec 20X (UPLXAPO20X) avant utilisation d’un objectif à immersion dans l’huile de silicone.}
^{À droite : Image obtenue avec un objectif 20X sec après utilisation d’un objectif à immersion dans l’huile. La qualité de l’image diminue car de l’huile reste sur l’échantillon.}

Comparaison d’images acquises avec un objectif sec avant et après utilisation de l’objectif à immersion dans un gel de silicone Evident.

^{Figure 4.} ^{Comparaison d’images acquises avec un objectif sec avant et après l’utilisation de l’objectif à immersion dans un gel de silicone. Gris : nucléaire.}
^{Gauche : Image acquise avec un objectif sec 20X (UPLXAPO20X) avant d’utiliser l’objectif à immersion dans un gel de silicone.}
^{À droite : Image acquise avec un objectif sec 20X après utilisation de l’objectif à immersion dans un gel de silicone. La qualité de l’image reste équivalente car il n’y a aucun résidu d’immersion entre l’objectif sec et l’échantillon.}

3. Succès automatisé des plaques à puits multiples : Stabilité de l’assemblage d’images

La recherche à haut débit nécessite souvent l’assemblage d’images et l’imagerie 3D de plusieurs organoïdes dans une plaque multipuits.

Le défi de l’huile de silicone : Le déplacement de la platine entre les puits provoque souvent la séparation ou l’épuisement de l’huile de silicone, ce qui entraîne un échec des séquences d’imagerie automatisées. Dans nos tests, l’objectif à immersion dans l’huile de silicone n’a pas pu maintenir le contact au-delà du premier puits (Figure 5).
L’avantage du gel de silicone : L’objectif à immersion dans un gel de silicone a permis d’imager tous les organoïdes ciblés sur plusieurs puits sans aucune perte de contact (Figure 6).

Imagerie multiposition avec un objectif à immersion dans l’huile, montrant l’échec de l’imagerie dû à la perte de contact avec l’huile.

^{Figure 5.} ^{Imagerie multiposition avec un objectif à immersion dans l’huile (image mosaïque 6×6). Bleu : nucléaire. Vert : TUJ1. Rouge : PAX6. Trois organoïdes différents ont été observés avec un objectif à immersion dans l’huile. L’imagerie a échoué sur le second organoïde en raison de la perte de contact avec l’huile. Les organoïdes ont été placés à raison d’un par puits dans une chambre.}

Imagerie multiposition avec un objectif à immersion dans un gel de silicone, montrant l’imagerie réussie de tous les organoïdes avec une haute qualité d’image.

^{Figure 6.} ^{Imagerie multiposition avec un objectif à immersion dans un gel de silicone (image mosaïque 6×6). Bleu : nucléaire. Vert : TUJ1. Rouge : PAX6. Trois organoïdes différents ont été observés à l’aide de l’objectif à immersion dans un gel de silicone, qui a permis d’obtenir des images de haute qualité pour chacun d’eux. Les organoïdes ont été placés à raison d’un par puits dans une chambre.}

La nouvelle référence pour la recherche sur les organoïdes

Notre vérification confirme que l’objectif à immersion dans un gel de silicone LUPLAPO25XS offre le meilleur des deux mondes : la facilité d’utilisation d’un objectif à air et les performances optiques d’un objectif à immersion.

Lorsqu’elle est associée au microscope confocal à balayage laser FV5000, cette technologie optique permet de relever de nombreux défis liés à l’imagerie des organoïdes : perte de contact avec l’huile, étapes de nettoyage entre les observations et interruptions lors des séries d’imagerie automatisées.

Le résultat : les chercheurs peuvent se concentrer davantage sur leurs expériences et moins sur l’objectif de leur microscope.

Découvrez comment la technologie d’immersion dans un gel de silicone peut permettre de rationaliser l’imagerie des organoïdes tout en maintenant une haute qualité d’image et une grande reproductibilité. Contactez l’équipe d’Evident dès aujourd’hui pour en savoir plus et organiser une démonstration.

Produits vedettes

FV5000

Microscope confocal à balayage laser

Une clarté, une rapidité et une fiabilité extraordinaires, portées par des innovations exceptionnelles
Les détecteurs SilVIR™ assurent une quantification au niveau du photon, tout en offrant une sensibilité exceptionnelle et un rapport signal/bruit ultra-élevé
Une plage dynamique hors pair qui capture l’intégralité du spectre du signal et empêche toute saturation de l’image
Balayage à résonance 2K haute vitesse et balayage galvanométrique 8K haute densité sur une seule et même plateforme
Le logiciel FLUOVIEW Smart™ simplifie l’utilisation de la plateforme grâce à des commandes intuitives et une automatisation pilotée par l’IA
Le collier de correction automatique TruResolution™ optimise la mise au point pour plus de 20 objectifs
Sa conception modulaire prend en charge jusqu’à 10 lignes laser et les futures mises à niveau multiphotoniques
Le moniteur de puissance laser (LPM) assure un éclairage stable et des résultats reproductibles dans le temps

Taro Hayashi
Scientifique en applications des sciences de la vie

Taro Hayashi est un scientifique spécialisé dans les applications des sciences de la vie au sein du département R&D d’Evident, où il se concentre sur le développement d’applications de microscopie avancées. Il a obtenu sa maîtrise en sciences de la vie à l’Université métropolitaine de Tokyo en 2010, puis a rejoint Evident plus tard la même année. Au cours de ses études universitaires, il s’est spécialisé dans la taxonomie et la morphologie comparée des coléoptères, explorant la diversité et la structure des organismes vivants. Chez Evident, il a contribué au développement du système d’imagerie de bioluminescence LV200 et de la plateforme de microscope IXplore™ IX83/IX85, aidant ainsi les chercheurs à obtenir des résultats d’imagerie innovants.