Doctorant en Microscopie Optique Non Linéaire du Tissu Nerveux H/F - CNRS

La microscopie optique non linéaire permet d'étudier les tissus biologiques en 3D sur des profondeurs de quelques centaines de micromètres avec une résolution subcellulaire. Le LOB est pionnier dans l'utilisation de signaux optiques non linéaires sans étiquette pour étudier la structure et l'évolution des tissus biologiques (embryon, peau, cerveau) avec une résolution subcellulaire. En particulier, l'imagerie de durée de vie de la fluorescence (FLIM) fournit des informations sur l'état métabolique des cellules (voir l'image) et la microscopie polarisée de génération de troisième harmonique (THG) révèle des structures à indice élevé telles que les axones myélinisés. Le but de ce projet est de développer une approche d'imagerie efficace pour quantifier le métabolisme cellulaire et la distribution de la myéline dans les tissus nerveux.
Au cours de la première année du projet, les travaux se concentreront sur deux aspects. Premièrement, les deux modalités de contraste seront adaptées à l'imagerie de larves de poisson zèbre immobilisées. Pour ce faire, il faudra optimiser un microscope de laboratoire existant équipé d'une source laser femtoseconde accordable, d'une détection résolue en temps pour la FLIM et d'un contrôle de la polarisation. Des images FLIM-THG à haute résolution seront enregistrées dans la région de la moelle épinière. Dans un deuxième temps, le doctorant développera des scores myéliniques et métaboliques basés sur ces images. Pendant les deux années suivantes, le travail comprendra une partie méthodologique et une partie applicative. Sur le plan méthodologique, l'objectif est de poursuivre le développement de l'imagerie FLIM-THG. Cela comprendra le développement de méthodes de polarisation et de mise en forme du faisceau pour améliorer la sensibilité de la THG aux axones myélinisés, et l'accélération de l'imagerie FLIM avec des détecteurs améliorés. Du côté des applications, ces développements seront utilisés (i) pour mieux comprendre les troubles lipidiques et métaboliques en utilisant des embryons de poisson zèbre comme modèle vivant, et (ii) pour enregistrer des cartes à grande surface de la distribution de la myéline dans des échantillons de tissus sains et pathologiques ex vivo. Des méthodes d'analyse d'images seront mises en oeuvre pour extraire des scores à des échelles allant du micromètre au centimètre.

Contexte de travail
Le projet se déroulera au sein du pôle « microscopies avancées » du Laboratoire d'Optique et de Biosciences de l'Ecole Polytechnique (LOB). Le travail impliquera des interactions quotidiennes avec un groupe de 3-4 personnes, au sein d'une équipe de microscopie de ~25 personnes et en collaboration avec l'Institut du Cerveau et de la Colonne Vertébrale de Paris. Le projet comprend l'optique expérimentale, l'analyse de données, les simulations numériques et la manipulation d'échantillons biologiques. L'Ecole Polytechnique est située dans la région de Paris-Saclay, et est facilement accessible par transport depuis Paris. Plus d'informations disponibles sur https://www.ip-paris.fr. Le candidat rejoindra l'école doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris, dans le domaine de la physique.
Contraintes et risques
Laser femtoseconde.