Microscopie plénoptique pour l'imagerie volumétrique et long-terme d'organoides – LIFIMMOrg

L'imagerie volumétrique est essentielle pour l’observation non-invasive d'échantillons biologiques ou de composants industriels. De telles méthodes doivent avoir des propriétés de sectionnement optique et collecter la lumière uniquement en provenance d'un point ou d'un plan tout en rejetant le signal provenant d'autres profondeurs. Le volume est alors obtenu en déplaçant axialement l'échantillon ce qui peut être critique pour les systèmes biologiques immergés dans des milieux aqueux et qui ne peuvent pas rester immobiles pendant le déplacement de l'échantillon. C'est le cas des organoïdes qui sont des agrégats multicellulaires et qui miment certaines fonctions des organes in vitro. Dans ce contexte, la microscopie plénoptique(LFM) est une alternative intéressante car elle offre une imagerie 3D instantanée grâce à l’insertion d’un réseau de microlentilles dans le plan image d'un microscope. Les informations angulaires sont capturées pour chaque position de l'échantillon et le traitement d'une telle image 4D permet d’en déduire des informations volumétriques. Cependant, le LFM est confronté à deux limitations majeures: la faible profondeur d'imagerie due au manque de sectionnement optique et le compromis entre information angulaire et spatiale du au nombre limité de pixels sur les capteurs de. L'objectif de notre projet est de surmonter ces limitations avec une version améliorée de la LFM appelée LIght FIeld Matrix Microscopy (LIFIMM). Cette réalisation implique trois objectifs spécifiques: 1/nous augmenterons la quantité d'informations capturée dans une seule image en utilisant le «remote scanning» au lieu du déplacement du spécimen ; 2/un formalisme matriciel de la propagation des ondes sera adapté au LFM pour corriger les aberrations et la diffusion multiple pour obtenir une image en profondeur ; 3/nous développerons une version compacte du système pour l’insérer dans un incubateur et imager des organoïdes pendant des périodes prolongées (>15 jours).