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Cartographier l’expression génétique en deux couleurs

Des chercheurs soutenus par l’UE ont recouru à l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour suivre simultanément deux gènes différents dans deux couleurs. Cette nouvelle méthode pourrait un jour servir pour surveiller des processus importants qui ont lieu profondément dans le corps.

Santé

L’IRM est un outil important dans la pratique clinique et la recherche médicale. Depuis son invention dans les années 1970, cette technologie a aidé les médecins et les spécialistes à détecter, surveiller et suivre une variété de conditions médicales, et ses performances n’ont cessées de s’améliorer avec chaque avancée réalisée au cours des dernières décennies. Une nouvelle méthode développée par des chercheurs d’Israël et des États-Unis pourrait encore accroître son efficacité. Grâce au soutien des projets GeneREFORM et AutoCAb, financés par l’UE, l’équipe de recherche a trouvé une solution pour utiliser l’IRM afin de suivre deux gènes différents, et ce, dans deux couleurs.

Pourquoi cette prouesse est-elle importante?

Pouvoir cartographier l’expression génétique en temps réel dans les cellules de notre corps en recourant à des couleurs contrastantes permettrait de mieux comprendre les processus biologiques actuellement invisibles. Les protéines multicolores brillantes que les scientifiques utilisent pour l’heure dans la microscopie à fluorescence pour suivre l’expression génétique ne sont pas d’une grande aide quand il s’agit d’observer ce qu’il se passe dans les tissus profonds du corps. Alors que l’IRM permet aujourd’hui aux scientifiques d’observer ces processus profondément ancrés, les images en niveaux de gris produites n’apportent pas d’informations spécifiques sur l’expression génétique. La nouvelle méthode des chercheurs change la donne. «L’IRM pourrait un jour servir à examiner profondément le corps durant une période prolongée afin de voir ce qu’il se passe dans les tissus sans devoir les enlever pour les étudier sous un microscope», explique le Dr Amnon Bar-Shir de l’Institut Weizmann des sciences, en Israël, hôte des projets GeneREFORM et AutoCAb, dans un article publié sur «Phys.org». «Notre méthode constitue une avancée majeure dans cette direction», poursuit Amnon Bar-Shir, auteur correspondant de l’étude en question publiée dans la revue «Nature Biotechnology». L’équipe a créé génétiquement deux groupes de gènes rapporteurs très actifs, chaque groupe exprimant l’une des deux enzymes spécialement conçues. Ils ont également développé deux nouvelles sondes moléculaires détectables par IRM, contrairement aux sondes fluorescentes dont les signaux peuvent être bloqués par des tissus épais. Ces sondes rapporteuses sont injectées dans le système sanguin et s’accumulent exclusivement dans les gènes rapporteurs exprimant les enzymes spécialement conçues. Cela permet de suivre les expressions des gènes rapporteurs tout au long du signal que les sondes émettent en réponse à différentes fréquences d’IRM, chaque sonde apparaissant dans une couleur différente sur l’IRM. «L’expression génétique nous permet de savoir ce que fait chaque cellule», explique l’auteure principale de l’étude, la Dre Hyla Allouche-Arnon, également de l’Institut Weizmann des sciences. «Grâce à notre méthode, l’IRM peut désormais être appliquée par des chercheurs dans différents domaines pour suivre l’activité de tous les types de processus, par exemple, ceux impliquant différents types de cellules immunitaires ou cérébrales.» Les chercheurs ont testé leur méthode sur des souris vivantes en utilisant un équipement d’IRM extrêmement puissant doté d’un aimant d’environ 15 teslas. Les scanners ont détecté les signaux des deux sondes et ont révélé les positions exactes des cellules exprimant les protéines conçues, les affichant en vert et en rose. La méthode mise au point avec le soutien des projets GeneREFORM (Genetically Encoded Multicolor Reporter Systems For Multiplexed MRI) et AutoCAb (Automated computational design of site-targeted repertoires of camelid antibodies) pourrait être développée pour cartographier simultanément plus de deux gènes dans des couleurs différentes. À l’avenir, si elle est adaptée à une utilisation chez les humains, elle pourrait servir à surveiller de manière non invasive d’importants processus comme les avancées des traitements contre le cancer. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet GeneREFORM projet AutoCAb

Mots‑clés

GeneREFORM, AutoCAb, gène, gène rapporteur, IRM, imagerie par résonance magnétique, expression génétique

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