Analyse d'images en biotechnologie : quantification de la morphologie de micro-organismes filamenteux au cours de fermentation et suivi de croissance de cellules animales sur microporteurs

Image analysis in biotechnology : quantification of the filamentous micro-organisms morphology during fermentation monitoring of animal cell growth on micro-carriers

• Auteur / Autrice : Denis Pichon
• Direction : Jean-Marc Engasser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Streptomyces ambofaciens

Mycélium

Cultures microbiennes

Mots clés libres

Analyse image

Culture microorganisme

Fermentation

Culture sur microsupport

Morphologie

Mycelium

Colonisation

Streptomyces ambofaciens

Enchevêtrement

Image analysis

Microorganism culture

Fermentation

Microcarrier cell culture

Morphology

Mycelium

Colonization

Entanglement

Résumé

Les procédés biotechnologiques mettant en œuvre les micro-organismes ou les cellules en général ont souvent recours à l'observation microscopique pour acquérir des informations concernant la morphologie ou le nombre de cellules. C'est notamment le cas des micro-organismes filamenteux dont la morphologie est très complexe et des cellules animales qui croissent sur des microporteurs. Un moyen sur de quantifier les observations microscopiques est l'analyse quantitative d'images. Nous avons utilisé l'analyse d'images pour caractériser les différentes populations morphologiques de micro-organismes filamenteux. Un critère permettant de déterminer leur degré d'enchevêtrement a été mis au point. Deux grandes familles morphologiques sont reconnues: les pelotes et les mycelia libres appelés non-pelotes. Une classification basée sur le critère d'enchevêtrement des non-pelotes permet d'obtenir trois classes d'individus: les filaments, les entrecroisements et les enchevêtrements. Nous avons réalisé le suivi de l'évolution des différentes formes citées ci-dessus au cours de fermentations de streptomyces ambofaciens produisant ou non un antibiotique: la spiramycine. Nous avons remarqué que la phase de production de ce produit est contemporaine de modifications morphologiques certaines. D'autre part, l'analyse d'images a permis de quantifier le processus de colonisation de microporteurs servant de support à la croissance de cellules animales en culture en réacteurs agités. Nous avons montré que les microporteurs de taille moyenne (163 et 183 um) étaient les plus représentatifs de la croissance globale. L'analyse d'images est un outil performant qui a montré ses possibilités dans ces deux applications. Des extensions pour son application en ligne sont proposées