Observer le ph´enotype d’une population cellulaire apr`es lui avoir appliqu´e une perturbation est en effet devenu un outil majeur d’investigation en biologie. Par exemple, bloquer un g`ene par un SiRNA peut mettre en ´evidence l’effet de ce g`ene sur le fonctionnement normal de la cellule. Observer l’effet d’une mol´ecule toxique peut r´ev´eler de nouveaux modes d’action et mettre sur la piste de nou-veaux m´edicaments. Les modifications de ph´enotypes pouvant ˆetre tr`es subtiles, il faut des techniques de marquage et de microscopie en fluorescence tr`es ´evolu´ees pour les observer et des m´ethodes de traitement d’images et d’analyse des donn´ees tr`es raffin´ees pour les quantifier.
Depuis quelques ann´ees, je travaille dans le domaine du ph´enotypage cellulaire dans le cadre de plusieurs projets de recherche, en collaboration avec plusieurs partenaires acad´emiques et industriels, avec des applications en canc´erologie, pharmacologie et toxicologie. J’ai par exemple d´evelopp´e des m´ethodes avanc´ees tr`es performantes pour extraire et segmenter noyaux, cellules et organites cellulaires en s’appuyant sur l’information disponible dans les images de fluorescence associ´ees aux diff´erents marqueurs. D’autres aspects n´ecessaires `a l’analyse de ce type d’images, sur lesquels j’ai particip´e au d´eveloppement d’algorithmes performants sont
– Projection des piles d’images en z et profondeur ´etendue du champ. – Normalisation des images de fluorescence.
– Mod´elisation et individualisation des amas cellulaires, segmentation automatique des cellules.
– Description fine et classification des structures cellulaires : r´eseau microtubulaire, chromatine et ADN.
Fig. 10.3 – Analyse de populations de lymphocytes bas´ee sur des ontologies cellulaires : a) classifica-tion des leucocytes et segmentaclassifica-tion des lymphocytes ; b) descripclassifica-tion morphologiques de lymphocytes ; c) ontologie morphologique ; d) outil d’annotation pour construire les bases d’apprentissage ; e) pro-jections sur l’ontologie et analyse de populations sous forme d’histogrammes des caract´eristiques.
Principales publications
– F. Lemaire, C. Mandon, J. Reboud, A. Papine, J. Angulo, H. Pointu, C. Diaz-Latoud, C. Lajaunie, F. Chatelain, A.-P. Arrigo and B. Schaack. “Toxicity Assays in Nanodrops Combining Bioassay and Morphometric Endpoints” PLOS One, 2(1) : e163, 2007.
– J. Angulo and B. Schaack. “Morphological-based adaptive segmentation and quantification of cell assays in high content screening”. In Proc. of the 5th IEEE International Symposium on
Biomedical Imaging (ISBI’2008), p. 360–363, Paris, France, May 2008.
– J. Angulo. “ Nucleus modelling and segmentation in cell clusters,” In Proc. of the 15th ECMI
Fig. 10.4 – Mod´elisation et individualisation des amas cellulaires et segmentation automatique des cellules.
Fig. 10.5 – Analyse morphologique pour le ph´enotypage cellulaire haute-r´esolution de la mitose : a) projection des piles d’images en z et profondeur ´etendue du champ ; b) analyse du r´eseau microtu-bulaire ; c) segmentation de structures cellulaires ; d) description fine et classification des structures cellulaires ; e) classification d’une population cellulaire et construction de ph´enotypes.
Chapitre 11
Activit´e contractuelle et de
valorisation
J’ai travaill´e 12 ans au Centre de Morphologie Math´ematique (CMM), en commen¸cant avec ma th`ese de doctorat et ensuite avec diff´erents postes. Le CMM est l’un des centres de recherche commun `a MINES ParisTech et `a ARMINES ; ARMINES ´etant l’associa-tion qui g`ere l’activit´e contractuelle des centres communs. En plus de faire une recherche acad´emique de haut niveau, la vocation des laboratoires de MINES ParisTech est le d´evelo-ppement en parall`ele d’une recherche appliqu´ee avec un transfert vers l’industrie via des projets collaboratifs ou bien des contrats directs.
Par rapport aux chercheurs d’autres ´ecoles d’ing´enieurs ou d’autres institutions acad´emiques (universit´es, CNRS, etc...) qui ont une charge d’enseignement importante, les chercheurs de MINES ParisTech consacrent une partie consid´erable de leur temps aux activit´es li´ees aux projets ARMINES.
Je voudrais pr´eciser que, en gardant un ´equilibre raisonnable entre la partie plus acad´e-mique et la partie plus de valorisation, ceci ne doit pas se consid´erer comme une p´enalisation pour la qualit´e scientifique de nos travaux. Le contact soutenu avec nos partenaires in-dustriels nous permet d’identifier de nouveaux probl`emes pratiques qui, une fois r´esolus de mani`ere innovante, conduisent dans beaucoup de situations `a une g´en´eralisation des m´ethodes utilis´ees et en cons´equence font avancer notre savoir-faire. Les grandes avanc´ees m´ethodologiques de la morphologie math´ematique ont ´et´e motiv´ees par des challenges issus de collaborations multidisciplinaires avec des partenaires industriels.
Dans ce contexte, depuis ma th`ese de doctorat, j’ai particip´e activement aux travaux contractuels du CMM. Evidemment mon rˆole a ´evolu´e avec le temps et les comp´etences acquises. Aujourd’hui j’assure le montage, suivi, et coordination de contrats de recherche ; mais je continue aussi `a r´ealiser des travaux techniques de programmation dans ces projets. Comme j’ai d´ej`a montr´e dans le chapitre pr´ec´edent, jusqu’`a pr´esent j’ai presque ex-clusivement travaill´e sur des projets dans le domaine de la microscopie biom´edicale. Avec cette sp´ecialisation, j’au pu d´evelopper des partenariats solides dans le temps. J’ai toute-fois commenc´e `a ´elargir les domaines applicatifs dans lesquels je m`ene mes travaux, en particulier en vision industrielle et t´el´ed´etection.
Je pr´esente dans ce chapitre mon rˆole dans chacun des projets, certains d’eux encore en cours.