Fonctionnalités

Publié le 2 octobre 2011 (révisé le 17 décembre 2012)

PIMfluor est une série de scripts PERL faci­le­ment adap­ta­bles à plu­sieurs besoins d’ana­lyse d’ima­ge­rie cal­ci­que. Cet arti­cle pré­sente quel­ques fonc­tions de PIMfluor.

Table des matières

  1. Plusieurs modes d’utilisation
  2. Création d’images pseudocolorées
  3. Sélection de régions d’intérêt simple et efficace
  4. Génération de graphiques automatisée
  5. Sauvegarde pratique des données brutes
  6. Vitesse de propagation de vagues calciques
  7. Détection d’oscillations calciques
  8. Détection de contractions de cardiomyocytes

Plusieurs modes d’utilisation

La puis­sance de PIMfluor réside dans le fait qu’il peut être uti­lisé de plu­sieurs façons. L’uti­li­sa­tion via la ligne de com­mande permet de pro­gram­mer une série d’ana­lyse dif­fé­ren­tes en mini­mi­sant l’inter­ven­tion de l’uti­li­sa­teur alors que l’inté­gra­tion au ges­tion­naire de fichiers permet une uti­li­sa­tion simple et effi­cace.


Création d’images pseudocolorées

PIMfluor permet de géné­rer des images dont la cou­leur des pixels dépend de la concen­tra­tion en Ca2+. L’échelle uti­li­sée pos­sède 256
cou­leurs.


Sélection de régions d’intérêt simple et efficace

Afin de pou­voir ana­ly­ser un phé­no­mène un phé­no­mène de signa­li­sa­tion cal­ci­que fin, il est néces­saire de pou­voir sélec­tion­ner des régions d’inté­rêt (ROI) de façon très pré­cice. PIMfluor uti­lise le logi­ciel Inkscape pour pour effec­tuer cette tâche. Avec Inkscape, il est facile de dépla­cer, de dupli­quer, de modi­fier la cou­leur et de renom­mer cha­cune des régions d’inté­rêt selon vos
goûts.

Dans les cas où les ROI sont de formes irré­gu­liè­res, Inkscape pro­pose de nom­breux outils pour ajus­ter fine­ment la forme de ces ROI.


Génération de graphiques automatisée

Dans le but d’accé­lé­rer l’ana­lyse des résul­tats, PIMfluor permet de créer auto­ma­ti­que­ment les tracés des niveaux de cal­cium intra­cel­lu­laire, en fonc­tion du temps, de cha­cune des ROI sélec­tion­nées. Tous les tracés d’une même expé­rience sont créés de façon à avoir la même gra­dua­tion pour l’échelle du temps ainsi que celle de la concen­tra­tion en cal­cium, ce qui permet de les com­pa­rer faci­le­ment entre eux. Tous les tracés sont également sau­ve­gar­dés au sein d’un même réper­toire pour consul­ta­tion future.


Sauvegarde pratique des données brutes

Suite au calcul de la concen­tra­tion cal­ci­que intra­cel­lu­laire, les don­nées sont sau­ve­gar­dées simul­ta­né­ment en deux for­mats pra­ti­ques. Le pre­mier format est un tableur Excel dans lequel les don­nées sont bien orga­ni­sées. Ce tableur pré­sente également quel­ques sta­tis­ti­ques inté­res­san­tes concer­nant les résul­tats. Le second format est un fichier texte brut qui peut être uti­lisé pour expor­ter les résul­tats dans d’autres logi­ciels ou pour y effec­tuer d’autres types d’ana­lyse.


Vitesse de propagation de vagues calciques

PIMfluor permet de cal­cu­ler la vitesse de pro­pa­ga­tion d’une vague cal­ci­que. L’appro­che uti­li­sée est décrite sur la figure ci-des­sous.


Détection d’oscillations calciques

Dans le cas où les oscil­la­tions cal­ci­ques cons­ti­tuent le méca­nisme prin­ci­pal à
inter­pré­ter, plu­sieurs para­mè­tres peu­vent être extraits des don­nées. PIMfluor permet
de détec­ter le temps auquel se pro­duit cha­cune des oscil­la­tions, la période entre
deux oscil­la­tions ainsi que l’ampli­tude de cha­cune des oscil­la­tions. PIMfluor peut
également évaluer la régu­la­rité des oscil­la­tions d’un tracé par rap­port à un autre. La vidéo ci-des­sous montre un exem­ple typi­que d’oscil­la­tions cal­ci­ques dans des car­dio­myo­cy­tes HL-1 [1]. La vidéo pré­sente en fait deux visions dif­fé­ren­tes des mêmes cel­lu­les, l’une en micro­sco­pie visi­ble (filtre DIC) où l’on peut obser­ver quel­ques car­dio­myo­cy­tes contrac­ter et l’autre en micro­sco­pie à fluo­res­cence (pseu­do­co­lo­ra­tion) où l’on peut obser­ver des oscil­la­tions cal­ci­ques [2].

C’est à l’aide des images de fluo­res­cence brutes que PIMfluor peut extraire des sta­tis­ti­ques concer­nant les oscil­la­tions cal­ci­ques. La figure sui­vante montre un exem­ple typi­que d’ana­lyse d’oscil­la­tions cal­ci­ques, sur les mêmes cel­lu­les que dans la vidéo pré­cé­dente (celles déli­mi­tées par un trait rose).


Détection de contractions de cardiomyocytes

Les contrac­tions de car­dio­myo­cy­tes peu­vent être obser­vés en micro­sco­pie visi­ble, comme le montre la vidéo pré­cé­dente. PIMfluor peut détec­ter ces contrac­tions direc­te­ment à partir de ces images et géné­rer le même type de sta­tis­ti­ques que pour les oscil­la­tions cal­ci­ques. La figure sui­vante montre un exem­ple typi­que de détec­tion des oscil­la­tions, en uti­li­sant les images de micro­sco­pie visi­ble pré­sen­tées dans la vidéo pré­cé­dente.

Les gra­phi­ques géné­rés par PIMfluor sont d’une bonne qua­lité et peu­vent être uti­li­sés pour des publi­ca­tions ou des pré­sen­ta­tions. À titre d’exem­ple, le vidéo sui­vant montre la quan­ti­fi­ca­tion en temps réel de la concen­tra­tion en cal­cium et des contrac­tions.

Notes

[1La vidéo est fabriquée à partir de données brutes provenant d’une expérience de Nathalie Nguyen, étudiante au doctorat pour qui j’ai programmé plusieurs fonctions de PIMfluor.

[2Les séquences d’images en microscopie visible et en fluorescence ne sont pas captées simultanément, mais l’une à la suite de l’autre.