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Mettre en place une plateforme de morphologie pour la recherche sur le microenvironnement tumoral à l’Académie chinoise des sciences
À l’Académie chinoise des sciences (CAS), la plateforme de morphologie fonctionne comme une infrastructure mutualisée qui convertit les tissus en données reproductibles et quantitatives, au service à la fois de la recherche fondamentale et des flux de travail translationnels.
Comme de nombreux grands instituts de recherche, la plateforme fait face à une double réalité :
- Des centaines de lames en champ clair générées quotidiennement pour l’histologie de routine, la validation et l’archivage
- Une demande en forte hausse pour l’immunofluorescence multiplex basée sur TSA (mIF) afin d’interroger à grande échelle la composition immunitaire des tumeurs
Pour répondre à ces deux besoins via un flux unique et cohérent, la plateforme a déployé la plateforme d’imagerie de lames entières (WSI) champ clair–fluorescence intégrée de KFBIO, qui prend en charge :
-
L’immunofluorescence multiplex TSA pour le profilage du microenvironnement tumoral (TME)
-
Le scannage champ clair ultra-rapide pour la morphologie de routine, l’archivage à grande échelle et la constitution de jeux de données
Contexte scientifique : pourquoi les TLS comptent dans les études du TME
Les structures lymphoïdes tertiaires (TLS) se forment sur les sites d’inflammation chronique, y compris dans les tumeurs. Ces agrégats lymphoïdes ectopiques sont principalement composés de lymphocytes B, de lymphocytes T et de cellules dendritiques de soutien, et se sont imposés comme :
- Un biomarqueur pronostique de la survie globale chez les patients atteints de cancer non traités
- Un indicateur prédictif de la réponse aux immunothérapies dans les tumeurs solides
Malgré leur importance, l’évaluation des TLS reste un défi. L’évaluation traditionnelle par les pathologistes est chronophage et nécessite souvent des coupes tissulaires supplémentaires colorées par IHC ou immunofluorescence.
Pour une plateforme de morphologie au service de multiples équipes de recherche, cela impose une exigence claire :
Les TLS et les caractéristiques plus larges du TME doivent être évaluées avec une grande fiabilité, à grande échelle, et avec une traçabilité des données qui prenne en charge la ré-analyse, la collaboration et un rendu de qualité publication.
Le défi : passer de la revue manuelle à des données standardisées et partageables
Plusieurs goulets d’étranglement ont été régulièrement identifiés au sein des équipes de recherche :
1. Limites de débit
La microscopie manuelle ne peut pas suivre le rythme des pipelines tissulaires multi-projets modernes. La numérisation en champ clair devait être suffisamment rapide pour devenir la norme, et non l’exception.
2. Ouverture multiplex — pas de « verrouillage par kit »
Les panels TSA évoluent rapidement : les anticorps, les fluorochromes et les combinaisons de canaux changent fréquemment. La plateforme devait rester ouverte aux fluorophores TSA couramment utilisés et suffisamment flexible pour une expansion future.
3. Fidélité du signal pour les marqueurs faibles et les panels à haut plex
Les études du TME impliquent souvent des signaux faibles ou spatialement rares. Une quantification fiable nécessite des filtres efficaces, une illumination stable et une détection sensible — en particulier lors de la comparaison de cohortes ou de lots.
4. Analyse de bout en bout, pas seulement des images
Au-delà de la capture d’image, la plateforme devait prendre en charge la segmentation cellulaire, la co-localisation, la quantification d’intensité et les statistiques spatiales, transformant les WSI en conclusions quantitatives publiables.
La solution KFBIO : un moteur de données standardisé pour la morphologie + l’IF multiplex
Plutôt que de traiter le système comme un scanner autonome, la plateforme de morphologie du CAS a adopté la plateforme KFBIO comme un moteur de données standardisé reliant :
échantillon → coloration → scannage → analyse → rendu
1) Scannage en champ clair à haute vitesse pour la cadence de routine
Grâce à une architecture en scannage linéaire, le système est optimisé pour le débit :
- 15 × 15 mm en 20× en ≤15 secondes
- 40× en ≤40 secondes
Cela permet la numérisation de routine H&E et IHC pour prendre en charge :
- L’archivage à haut débit et la revue à distance
- Le contrôle qualité centralisé et l’annotation standardisée
- La génération de jeux de données pour la pathologie computationnelle et la recherche en IA
2) Fluorescence multiplex compatible TSA avec canaux ouverts
La plateforme prend en charge jusqu’à 10 canaux de fluorescence personnalisables sur lame entière, avec une sélection de bandes configurable pour correspondre à la conception expérimentale et à l’extension future des panels.
Une excitation LED pleine bande configurable permet aux chercheurs de régler indépendamment les raies spectrales — en équilibrant l’intensité du signal et la photostabilité entre les fluorochromes.
3) Filtres à haut rendement pour une fiabilité quantitative
Pour la quantification multiplex, la chaîne optique met l’accent sur la propreté spectrale :
- Jeux de filtres Chroma
- Prise en charge de filtres multi-bandes personnalisés
- Transmission jusqu’à 99 % avec blocage OD6, minimisant le bleed-through et améliorant le contraste
4) Détection sCMOS sensible pour les signaux faibles
Une caméra scientifique sCMOS offre :
- Une réponse spectrale de 180 à 1 100 nm
- Jusqu’à 95 % d’efficacité quantique à 560 nm, améliorant la détection des marqueurs faibles liés au TME et aux TLS
5) Alignement précis des canaux pour la co-localisation
Pour éviter de fausses observations biologiques dues à un mauvais alignement, le système est conçu pour une grande répétabilité :
- Résolution de positionnement référencée à l’échelle de 20 nm
- Décalage multi-canaux maîtrisé en dessous d’un pixel, garantissant des analyses spatiales et de co-expression fiables
6) Export ouvert pour les analyses en aval
Pour soutenir la collaboration entre équipes et écosystèmes logiciels, la plateforme permet l’export dans des formats courants :
- Champ clair : KFB / TIF / SVS / DCM
- Fluorescence : KFBF / QPTIFF
Cette ouverture permet une intégration transparente avec les pipelines d’analyse d’images et les outils quantitatifs privilégiés.
Le flux en pratique : profilage du TME guidé par les TLS avec la mIF TSA
Au quotidien, les études du TME centrées sur les TLS suivent un parcours standardisé :
- Conception du panel & coloration multiplex TSA
Les compartiments immunitaires (lymphocytes B, lymphocytes T, APC) sont phénotypés en relation avec les régions tumorales et stromales. - Acquisition de fluorescence sur lame entière
Les jeux de canaux sont optimisés pour les fluorochromes utilisés, en exploitant des filtres efficaces et une détection sensible. - Contrôle qualité & vérification d’alignement
La répétabilité au niveau du pixel garantit que les analyses spatiales reflètent la biologie, et non des artefacts de recalage. - Quantification & analyse spatiale
La segmentation cellulaire, la co-localisation, les métriques d’intensité et les statistiques spatiales convertissent les observations sur les TLS en métriques comparables entre échantillons et cohortes.
Pourquoi cela compte pour une plateforme de morphologie
En unifiant la numérisation en champ clair ultra-rapide avec un flux de fluorescence multiplex ouvert et hautement efficace, la plateforme de morphologie du CAS dispose d’un système unique qui prend en charge à la fois le débit quotidien de routine et la biologie spatiale immunitaire avancée.
Plus important encore, cela permet d’accomplir ce qui est en définitive la mission d’une plateforme de morphologie moderne :
Une capture de données standardisée et reproductible qui peut être partagée, ré-analysée et faire l’objet de confiance — à travers les projets, les équipes et le temps.
KF-FL-005 KF-FL-020 KF-FL-120 KF-FL-400
