Referentiel 3D du développement cérébral – Premiers pas dans la constitution d’une banque de ressources pour l’étude des phases développementales du cerveau
Le projet IBEN Atlas, referentiel 3D du développement cérébral a permis la création de cartes détaillées montrant la structure et l’organisation de régions cérébrales à différentes échelles développementales. Ces atlas aident les chercheurs et les médecins à mieux comprendre la localisation des zones cérébrales impliquées dans diverses fonctions et à étudier les maladies neurologiques.
Nous sommes fiers de notre contribution à la recherche scientifique en co-publiant le tout premier atlas 3D des cellules cholinergiques, dopaminergiques et noradrénergiques du cerveau en développement.
Le contexte
Du stade embryonnaire à la naissance, un remarquable enchaînement d’événements se déroule, façonnant le développement complexe d’un être vivant à différentes échelles. Des étapes intra-utérines aux stades péri-natal et postnatal, l’organisme, et plus particulièrement le cerveau, connaît une symphonie de genèse, de maturation, de migration, de connexion et de croissance, qui orchestre le miracle de la vie. Ces événements laissent une empreinte indélébile à plusieurs niveaux, allant des subtilités du transcriptome et des cellules aux intrications structurelles du connectome. Chaque étape de ce processus fascinant contribue à la fondation de notre existence.
Cependant, cette période de développement est extrêmement sensible, et de nombreux perturbateurs, dont certains encore méconnus, peuvent altérer cette fabuleuse machinerie. Du transcriptome au connectome, en passant par les fonctionnalités biologiques et cognitives, chaque niveau peut être impacté par ces influences extérieures et/ou génétiques.
Notre but
L’objectif de ce projet est de concevoir des atlas 3D quantitatifs, autrement dit des cartes cérébrales 3D, de populations neuronales spécifiques, depuis les phases précoces de la grossesse jusqu’à la naissance et au-delà, chez la souris.
Notre méthode
Pour ce faire, B&A Biomedical a mis en œuvre son expertise dans l’analyse d’images issues d’acquisition microscopique de pointe (Light sheet) permettant de découper de façon optique, tranche par tranche des échantillons de cerveaux murins entiers transparisés par technique de clarification (IDisco) et dont les populations neuronales d’intérêt ont été marquées par des anticorps fluorescents. Ces multiples échantillons ont été traités par différentes méthodes de registration permettant d’aligner avec précision les différentes structures cérébrales en fonction des stades développementaux et des canaux de fluorescence.
Résultats
Nous avons ainsi pu générer des referentiels moyennant les variations morphologiques interindividuelles, et donc représentatifs d’un cerveau moyen et de ses structures internes à un stade donné. Nos atlas 3D, offrent ainsi des référentiels comparatifs essentiels pour étudier les différences structurelles entre développement physiologique et pathologique. Ils constituent des outils inestimables pour la communauté scientifique, ouvrant la voie à des découvertes capitales sur les processus physiologiques et pathologiques du cerveau en développement.
Télécharger les ATLAS IBEN
Nous croyons fermement en l’importance de partager la connaissance et de promouvoir la collaboration dans le domaine de la santé et de la biologie. C’est pourquoi nous avons pris la décision de rendre les iBen-atlas : atlas cérébraux développementaux du stade embryonnaire E15 à 8 jour après la naissance chez la souris accessibles et téléchargeables en libre-accès (liens de téléchargement ci-dessous).
En retour, nous vous encourageons vivement à citer notre publication lorsque vous utilisez nos ressources dans vos travaux de recherche, publications ou présentations. Votre citation contribuera non seulement à reconnaître notre contribution, mais elle nous aidera également à continuer à offrir des ressources de qualité à la communauté.
Les instructions d’utilisation et les codes sources python sont consultables en accès libre sur notre répertoire GitHub
De ce projet, nous avons également pris conscience du besoin urgent d’outils adaptés pour des analyses d’images complexes, accessibles aux chercheurs en biologie sans compétences approfondies en programmation ou en mathématiques. Nous avons constaté que les méthodes manuelles de traitement sont chronophages, nécessitent de nombreuses ressources humaines et de calcul, et aboutissent à des résultats difficiles à reproduire. En réponse à ce défi, nous nous sommes engagés à développer des algorithmes novateurs, inspirés de nos expériences et notre expertise du domaine pour l’analyse d’images, incluant la registration, la segmentation et le comptage cellulaire. Notre objectif est de donner aux chercheurs les moyens de libérer leur créativité scientifique en leur fournissant des solutions intuitives et efficaces pour explorer le potentiel infini des données d’imagerie dans le domaine de la santé et de la biologie.
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