Des macrophages pour la détection du cancer
Les macrophages sont des cellules immunitaires essentielles qui surveillent et nettoient en permanence les tissus en phagocytant les cellules mortes et d’autres débris. Ce processus se déroule lors du renouvellement normal des tissus, mais aussi dans le contexte de maladies telles que le cancer. En transportant les «déchets tissulaires» via le système lymphatique vers la circulation sanguine, les macrophages sont de précieux indicateurs des états pathologiques. Les macrophages sont issus des monocytes, une population hétérogène de cellules composée de sous-populations distinctes sur le plan phénotypique et fonctionnel, dont le nombre diffère en fonction de l’état de santé. En cas de lésions aux tissus, les macrophages tissulaires sont activés, tandis que les monocytes du sang et de la moelle osseuse sont recrutés pour éliminer les cellules mourantes.
Détection et suivi des macrophages
En dépit d’intensives recherches, l’analyse des macrophages en contexte clinique a été limitée, en raison du manque de compréhension de leurs voies de maturation et de leurs interactions avec d’autres cellules immunitaires. Le projet TiMaScan, financé par le CER, s’était fixé pour principal objectif de développer un outil de diagnostic du cancer peu invasif, basé sur la détection et le suivi des macrophages. Ce projet, mené par des institutions de recherche européennes de premier plan, étudie en détail la biologie et la fonction des monocytes, des macrophages et des cellules dendritiques. «TiMaScan est le fruit d’une collaboration entre des experts en immunologie, en oncologie et en bioinformatique, qui entend relever les défis actuels du diagnostic du cancer et ouvrir la voie à de futures innovations», souligne Jacques J.M. van Dongen, coordinateur du projet. L’équipe s’est appuyée sur une combinaison de transcriptomique, de protéomique et de cytométrie en flux et de masse avancée pour analyser le système monocyte-macrophage dans diverses conditions, notamment le cancer.
Innovations technologiques
L’une des principales avancées technologiques de TiMaScan est l’utilisation de techniques de cytométrie en flux basées sur EuroFlow qui permettent une évaluation phénotypique détaillée et une évaluation fonctionnelle des macrophages tissulaires et des différents sous-ensembles de monocytes dans le sang. Comme le montre l’illustration de l’article ci-dessus, cela a permis d’identifier 10 sous-ensembles distincts de monocytes dans le sang humain, chacun étant représenté par une couleur différente. Globalement, ces données de haute dimension permettent de créer un profil complet du système monocyte-macrophage et facilitent l’identification de biomarqueurs spécifiques au cancer. «L’un des aspects novateurs de TiMaScan réside dans le fait qu’il se concentre sur les macrophages qui recirculent des tissus vers le flux sanguin, et en particulier sur le contenu de phagolysosomes de ces cellules», souligne Jacques J.M. van Dongen. Qui plus est, TiMaScan a réalisé de considérables progrès dans la compréhension des schémas de digestion au sein des phagolysosomes. Les anticorps traditionnellement utilisés dans les diagnostics de laboratoire ont été produits contre des protéines natives dans leur structure entièrement repliée. Néanmoins, l’environnement acide des phagolysosomes et la digestion par les protéases endogènes endommagent les épitopes reconnus. Cela signifie que la plupart des anticorps traditionnels ne reconnaissent pas les fragments de protéines au sein des phagolysosomes. Les chercheurs de TiMaScan ont étudié diverses protéases dans les sous-ensembles de monocytes et de macrophages et ont développé de nouvelles méthodes permettant d’isoler les phagolysosomes en vue d’études protéomiques. Cela permet de mieux comprendre les fragments de protéines résiduels après la phagocytose et la digestion par les protéases, ouvrant ainsi la voie au développement d’anticorps appropriés pour détecter des fragments de protéines spécifiques à un tissu dans les macrophages des tissus qui recirculent.
Répercussions translationnelles
L’approche translationnelle de TiMaScan garantit que les résultats de la recherche sont rapidement intégrés dans la pratique clinique. En exploitant la puissance des macrophages tissulaires et en employant des technologies de pointe, TiMaScan permettra l’élaboration de nouveaux outils de diagnostic qui pourront être déployés dans les établissements de soins de santé, améliorant ainsi considérablement la détection précoce et le suivi du cancer. Cette méthode de diagnostic non invasive, efficace et précise détient un formidable potentiel de transformer les soins aux patients. Les futures recherches exploreront les applications plus larges de cette technologie pour le suivi d’autres maladies, élargissant davantage son impact.
Mots‑clés
TiMaScan, macrophages, cancer, phagolysosomes, anticorps, monocytes, outil de diagnostic, dégâts tissulaires
