Sondes fluorogéniques à double détection pour l'imagerie biphotonique localisée – DIPimaging

L’imagerie de fluorescence est très largement utilisée pour suivre les processus biologiques grâce à d’importants progrès instrumentaux et au développement de sondes innovantes. La microscopie biphotonique permet grâce à une excitation infrarouge de faire de l’imagerie in vivo en conditions physiologiques. Cette technique est notamment utilisée en neurosciences pour suivre l’activité cérébrale du petit animal par imagerie de fluorescence.
Dans ce projet, nous proposons de développer des sondes fluorescentes à double entrée (sondes DIP pour Dual-InPut), émettant dans le rouge et optimisée pour l’excitation biphotonique afin d’imager le calcium dans le cerveau in vivo. Les sondes à double entrée sont des fluorophores dont l’émission est sensible à deux paramètres indépendants. Ces sondes opèrent donc une fonction logique additive AND à double entrée dont le résultat est l’émission de fluorescence et permettent des expériences d’imagerie complexes avec un contraste élevé. Les sondes DIP de ce projet combineront un fluorogène sensible à une protéine et un ionophore du calcium : ainsi, l’émission de fluorescence sera doublement conditionnée à la liaison à la protéine cible et à la détection de calcium. Cela permettra de faire de l’imagerie du calcium sélective de certains types cellulaires ou compartiments subcellulaires en utilisant le ciblage génétique par un tag protéique qui, en plus de contrôler la localisation, remplira une des conditions nécessaires à la fluorescence et ce, sans avoir à laver l'excès de sonde. L’optimisation des propriétés de fluorescence permettra de faire de l’imagerie calcique en profondeur dans le cerveau du petit animal, avec un contraste élevé, un contrôle de la localisation et une haute résolution temporelle. Grâce au ciblage génétique, les sondes DIP seront adaptées aussi bien à l’étude des mécanismes de régulation du calcium à l’échelle subcellulaire qu’à l’étude de l’hétérogénéité neuronale en marquant des réseaux neuronaux spécifiques.
En remplaçant l’ionophore du calcium par d’autres groupement sensibles, le principe de double activation des sondes DIP pourra être étendu à l’imagerie biphotonique localisée sans étape de lavage de différents analytes.