Les SPhs tridimensionnelles (3D) reproduisent les interactions entre les cellules et aussi les conditions de leur microenvironnement. Ils ouvrent la voie à plusieurs analyses, morphologiques et fonctionnelles. Par exemple, le criblage des agents pharmaceutiques qui fait appel aux techniques de HCS (High Content Screening) implique l’analyse de centaines de SPhs qui n’est pas réalisable qu’en utilisant la microscopie et l’analyse d’image à haut débit (MAIHD) [1Griner L.M., Gampa K., Do T., Nguyen H., Farley D., Hogan C.J., et al. Generation of high-throughput three- dimensional tumor spheroids for drug screening J Vis Exp 2018 ; 139

Cliquez ici pour aller à la section Références]. Les systèmes MAIHD commercialisés sont très coûteux. Dans ce travail, à travers de quelques exemples publiés, nous résumons notre expérience de MAIHD concernant les mesures du volume des SPhs et de la migration des cellules qui en sortent. Nous avons adapté quelques outils d’informatique et de modélisation mathématique qui n’ont pas un coût exorbitant. Les volumes des SPhs sont classiquement évalués par l’application de la microscopie confocale 3D couplée aux méthodes stéréologiques qui ne sont pas adaptées à la MAIHD. Plus récemment, des méthodes permettant d’estimer les volumes à partir d’une seule Image 2D ont été proposées. Certaines méthodes comme le rod-model et la sous-division du SPh en cylindres centrés par son axe long sont biasés et peu précises surtout quand la forme du SPh est irrégulière [2Piccinini F., Tesei A., Bevilacqua A. Single-image based methods used for non-invasive volume estimation of cancer spheroids: a practical assessing approach based on entry-level equipment Comput Methods Programs Biomed 2016 ;  135 : 51-60 [cross-ref]

Cliquez ici pour aller à la section Références]. Nous avons adapté une approche utilisée en microbiologie [3Zeder M., Kohler E., Zeder L., Pernthaler J. A novel algorithm for the determination of bacterial cell volumes that is unbiased by cell morphology Microsc Microanal 2011 ;  17 : 799-809 [cross-ref]

Cliquez ici pour aller à la section Références] qui comporte les étapes suivantes: (i) transformation du contour du SPh grâce un descripteur du Fourier elliptique (2–9 harmoniques) en points de taille inférieure d’un pixel; (ii) les propriétés de ces points et des vecteurs normaux associés à eux (coordonnés X, Y, connectivité avec les points voisins) permettent de découper le contour en triangles et le SPh lui-même en demi-cylindres centrés par l’axe local du SPh. En ce qui concerne la migration des cellules tumorales, les données issues de la video-microscopie ont été incorporées dans un modèle mathématique d’automates cellulaires permettant de préciser leurs interactions.