SODA, un nouvel outil d’analyse pour l'imagerie à fluorescence

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SODA (Statistical Object Distance Analysis) est un nouvel outil mis gratuitement à la disposition de la communauté scientifique. Il permet de faire automatiquement l'analyse d'images statistique, sans programmation. Ce logiciel concerne toute l'imagerie à fluorescence, et peut être utilisé soit pour l’imagerie conventionnelle soit pour l’imagerie de super-résolution (SIM, STED ou STORM).

"Pour comprendre l’organisation moléculaire et la fonction des différents processus cellulaires, il est important de pouvoir localiser précisément les différents acteurs moléculaires et d’analyser leur distribution spatiale au sein de la cellule", explique Lydia Danglot, responsable scientifique de plateforme d’imagerie NeurImag dans le nouvel Institut de Psychiatrie et Neurosciences de Paris (unité 894 Inserm/Université Paris Descartes, Paris).

La chercheuse est cosignataire d’un article, tout récemment paru dans Nature Communications, dans lequel l’utilisation d’un nouvel algorithme d’analyse statistique d’images a permis d’obtenir des informations inédites sur l'organisation des protéines à la synapse de neurones de l’hippocampe.

Cet algorithme, baptisé SODA (pour Statistical Object Distance Analysis), permet d’identifier les molécules couplées statistiquement et d’établir des cartes spatiales répertoriant les molécules couplées ou isolées. En microscopie conventionnelle, on parlait autrefois de colocalisations, car les amas observés pouvaient se recouvrir spatialement. Depuis l’avènement des nouvelles techniques de microscopie dites super-résolutives - qui permettent un gain de résolution notable - on parle plutôt de couplage pour décrire des molécules retrouvées conjointement sans nécessairement avoir les mêmes coordonnées spatiales.

SODA a été développé par Thibault Lagache et une partie de l’équipe de Jean-Christophe Olivo-Marin (UMR3691 Institut Pasteur/CNRS, paris). Il permet non seulement d’analyser des colocalisations/couplages entre molécules, par microscopie conventionnelle et super-résolutive, mais également de générer les cartes spatiales des couples ou trio de molécules analysées.

Dans cet article, SODA a été appliqué à des images de microscopie d'illumination structurée (SIM) à trois couleurs pour décrire l'organisation spatiale de milliers de synapses. Il a ainsi permis d’établir l’organisation asymétrique des protéines synapsine, homer et PSD95. Utilisé avec la technologie STORM 3D, il a permis de déterminer les relations entre des milliers de localisations de molécules uniques au sein des boutons synaptiques.

Afin de faciliter sa diffusion au sein de la communauté scientifique et, ainsi, la reproductibilité des résultats, SODA est disponible gratuitement sur la plateforme Icy.

Découvrir les possibilités de SODA et de SODA STORM en vidéo et grâce au protocoles SODA 2 Colours et SODA 3 Colours

Sources

T. Lagache et coll. Mapping molecular assemblies with fluorescence microscopy and object-based spatial statistics. Nature Communications (2018) 9:698 DOI: 10.1038/s41467-018-03053-