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BIOLOGIE : Rendre les tissus transparents pour percer à jour la maladie

Actualité publiée il y a 2 mois 3 semaines 1 jour
Nature Methods
Cette nouvelle technique permet de rendre les tissus humains (et animaux) transparents (Visuel Adobe Stock 373882691)

Cette nouvelle technique d’une équipe du Scripps Research (La Jolla) qui permet de rendre les tissus humains (et animaux) transparents, va faciliter considérablement l’étude de nombreuses maladies, à l'échelle du corps et telles que l'infection COVID-19. La méthode, présentée dans la revue Nature Methods, consiste à "nettoyer" les  tissus afin de rendre transparents de grands échantillons biologiques. La technique permet ainsi aux scientifiques de visualiser et d'étudier plus facilement les processus biologiques sous-jacents de multiples systèmes et organes, sains ou malades.

 

 

Les premières méthodes de nettoyage des tissus ont été développées il y a environ 15 ans, principalement dans le but de tracer les connexions nerveuses dans le cerveau. Si ces méthodes fonctionnent bien pour le cerveau, elles restaient moins adaptées à d'autres parties du corps ou à d’autres systèmes entiers.

 

Cette nouvelle technique, nommée « Hybrid » combine des éléments de 2 approches existantes de nettoyage des tissus, avec l’objectif de pouvoir étudier de  grands échantillons. L’auteur principal, Li Ye, professeur de neurosciences au Scripps Research ajoute que la méthode permet l’étude de « grands systèmes du corps ou même d'animaux entiers ».

Visualisation d'une poitrine entière de souris après une infection par le SRAS-CoV-2 - protéine virale en rouge et structures tissulaires (poumon, vaisseau sanguin, os) en bleu (Visuel Scripps Research)

Développer une procédure d'analyse globale en routine

Le nettoyage des tissus implique l'utilisation de solvants pour éliminer les molécules qui rendent les tissus opaques (comme la graisse). L’objectif est de rendre les tissus optiquement transparents, tout en maintenant en place et en préservant la plupart des protéines et des structures. Les scientifiques utilisent couramment des balises fluorescentes codées génétiquement ou liées à des anticorps pour marquer des gènes actifs ou d'autres molécules d'intérêt chez un animal modèle de laboratoire, et les balises peuvent ensuite être « imagées » en une seule fois pour l'ensemble de l'animal.

 

Les procédés actuels utilisent soit des solvants organiques, soit des solvants aqueux. Les premiers agissent généralement plus rapidement et plus puissamment mais ont tendance à diminuer les signaux fluorescents. Les méthodes utilisant des solvants à base d'eau sont plus efficaces pour préserver la fluorescence, mais peu efficaces à éliminer les tissus non cérébraux. De plus, les 2 types de méthodes nécessitent des procédures lourdes exigeant à la fois des ressources humaines importantes et des produits chimiques dangereux. En d’autres termes ces procédures ne peuvent pas être effectuées « en routine » par tous les laboratoires de biologie médicale.  

 

La nouvelle méthode utilise une combinaison séquentielle de solvants organiques et de détergents à base d'eau ainsi que des hydrogels qui permettent de protéger les molécules du tissu qui doivent être préservées. La procédure est simplifiée : « Dans de nombreux cas, il est possible de mettre le tout dans un bocal et le conserver dans un shaker sur votre paillasse jusqu'à l’analyse », explique Victoria Nudell, co-auteur et chercheur au Scrpps. « Il devient possible d’effectuer l’analyse en routine ».

 

Preuve de concept et application au COVID-19 : La preuve de concept est ici apportée avec toute une série d’expériences, dont la capture, pour la première fois des cellules infectées par le SRAS-CoV-2 dans l'ensemble des poumons d’une souris. Les chercheurs travaillent également au traçage des voies nerveuses dans tout le corps.

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