Comprendre la réponse immunitaire de notre corps grâce à des sondes fluorescentes
Les chercheurs qui travaillent sur le projet ENDOIMAGE financé par l'UE ont développé un nouveau type de sonde chimique capable de donner des informations sur la façon dont les cellules immunitaires du corps réagissent à toute une série de maladies. Cette technologie, qui peut être utilisée pour l'imagerie d’événements moléculaires clés du cancer, s’appuie sur des composés chimiques qui émettent de la lumière fluorescente et que l’on appelle fluorophores. Les chimistes d'ENDOIMAGE ont optimisé la structure chimique de ces fluorophores pour qu’ils ne s’activent que dans un environnement spécifique, lié à une maladie bien précise. « Nous avons réalisé plusieurs expériences qui montrent que ces fluorophores sont capables de détecter spécifiquement les macrophages actifs au sein des organismes vivants », nous explique Marc Vendrell, maître de conférences en imagerie biomédicale à l'Université d'Edimbourg, dont le travail a été financé par une bourse Marie Curie. Un macrophage - du mot grec phage pour «manger» - est un type de cellule immunitaire qui consomme les débris moléculaires de l’organisme et dont l’action est est connue pour jouer un rôle dans la progression de nombreuses maladies, y compris le cancer. «Nous avons développé une boîte à outils de différents fluorophores qui va nous permettre d’étudier le comportement des macrophages dans différentes pathologies comme par exemple le cancer», nous explique le Dr Vendrell. «Nous avons conçu des fluorophores en les modifiant pour qu'ils s’allument lorsqu'ils trouvent un environnement spécifique associé à la maladie ou au processus biologique que nous voulons étudier.» C'est ainsi un puissant outil pour l'imagerie en temps réel. «Dès que l'une des cellules devient active et fluorescente, le signal est beaucoup plus visible que si nous utilisions un fluorophore, fluorescent en permanence», explique le Dr Vendrell. «Et nous pouvons discriminer différentes couleurs afin de pouvoir distinguer plusieurs signaux à la fois.» Détection des cellules fongiques Les fluorophores peuvent également détecter les cellules fongiques. Contrairement à ce qui se passe pour les bactéries, le système immunitaire humain est généralement assez puissant pour éliminer seul, la plupart des agents pathogènes fongiques. Malheureusement, lorsque le système immunitaire d'un patient est très faible, une infection fongique peut devenir fatale. «Nous avons développé de nouvelles sondes chimiques qui vont nous permettre de détecter ces cellules fongiques plus rapidement dans le tissu humain», nous dit le Dr Vendrell, ajoutant que cela permettrait par conséquent un diagnostic et un traitement plus rapide. «Nous avons mis au point une nouvelle méthode capable d’intégrer ces fluorophores dans des peptides antimicrobiens capables de se fixer très rapidement sur les pathogènes fongiques», explique le Dr Vendrell. Les chercheurs ont ainsi généré un tryptophane fluorescent (un type d'acide aminé) qui peut être inséré à la place de l'acide aminé naturel, pour donner «un peptide très similaire au peptide naturel mais arboré d’un marqueur fluorescent», explique-t-il. Une large gamme d'applications cliniques Ce type de fluorophore a été breveté et Merck, un important distributeur mondial de composés chimiques, le commercialise pour que d’autres chimistes l’utilise comme bloc de construction pour fabriquer de nouveaux peptides fluorescents. Ces peptides fluorescents peuvent être utilisés, non seulement dans l'imagerie des cellules fongiques, mais avec n’importe quel type cellulaire «à condition que le peptide se lie à une cible spécifique», nous explique le Dr Vendrell. Des collaborateurs du monde entier travaillent ainsi sur différentes applications de ces sondes, ajoute-t-il. Les fluorophores chimiques ne nécessitant que quelques minutes pour devenir fluorescents, il est possible de pulvériser le produit simplement sur les tissus endommagés pour pouvoir détecter les cellules souhaitées, pendant une opération chirurgicale par exemple. « Au cours d'une opération, les chirurgiens pourraient ainsi faire la distinction entre cellules actives et inactives et les traiter en conséquence » explique le Dr Vendrell. Poursuivant dans cette direction, le projet DYNAFLUORS pour Fluorophores Dynamiquement Activables, un projet de suivi, initié pour faire d'autres recherches sur les applications de ces sondes chimiques en immunologie tumorale, a obtenu une subvention de consolidation ERC, qui débutera en 2018.
Mots‑clés
ENDOIMAGE, DYNAFLUORS, immunologie, fluorophores, fluorescence, biomarqueur, cancer, pathogènes, champignons, imagerie médicale