Cytométrie de masse: des sondes pour un meilleur profilage cellulaire
Publié par Adrien le 22/11/2019 à 14:00
Source: CNRS INC
Méthode d'analyse très utile en immunologie, la cytométrie de masse fait appel à des sondes qui sont des anticorps, couplés à différents isotopes métalliques, spécifiques de composants cellulaires à analyser. Une équipe du laboratoire CEMCA (CNRS/Université de Bretagne occidentale) a développé des ligands innovants pour greffer ces métaux de façon irréversible sur l'agent de marquage, améliorant la sélectivité de la méthode. Une étude publiée dans la revue Chemistry - A European Journal.


Chélate inerte d'indium et sa fonction de couplage (gauche) ; visualisation par cytométrie par détection de l'indium 115 (droite) et représentations schématiques du complexe inerte et du matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison...) obtenu après greffage sur billes de polystyrène.
© Laura Grenier (Le grenier (latin granarium) est un local hors-sol destiné au stockage du grain. Il peut être intégré à un bâtiment, ou constituer une petite...) et al. 2019

L'étude complexe du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du...) requiert l'analyse simultanée d'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) toujours plus grand de paramètres (marqueurs de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...), de transcription et signalisation cellulaires, des cycles, prolifération et mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les organismes...) cellulaires). Cela nécessite de multiplier les sondes, une par paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en pouvant différencier leurs signaux. La cytométrie de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à...) est l'une des meilleures techniques actuellement disponibles pour cela. Associés à l'entreprise Canadienne Fluidigm (Toronto), créatrice de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :), des chercheurs du laboratoire CEMCA (CNRS/Université de Bretagne Occidentale) et leurs collaborateurs proposent une amélioration de la technique.

Dans la cytométrie de masse, les objets utilisés (généralement un anticorps) pour marquer la cellule sont eux-mêmes marqués par des isotopes de différents métaux qui ne sont pas naturellement présents dans le milieu biologique, puis détectés par "spectrométrie de masse (La spectrométrie de masse est une technique d'analyse chimique permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse monoisotopique. De plus, la spectrométrie de masse permet de caractériser la...) par temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de vol" (on parle de CyTOF). L'avantage primordial de cette technologie est que la signature issue de chaque isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le nombre de protons dans le noyau...) est spécifique du marqueur identifié au sein de la cellule (de type ADN, antigènes CD20 et CD45 ou autres clusters de différentiation). Compte tenu de l'absence de recouvrement (Un recouvrement d'un ensemble X est un ensemble P de sous-ensembles non vides de X tel que l'union de ces sous-ensembles soit égal à X. Autrement dit P est un recouvrement de X si et seulement si tout élément x de X se...) des signaux obtenus pour chaque métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont un des...) dans les différents canaux de détection, près de 60 isotopes métalliques, donc autant de paramètres cellulaires, peuvent ainsi être détectés simultanément, permettant une caractérisation poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.).

Mais pour valoriser toutes les capacités de la technique, les métaux doivent former des complexes durables avec l'agent de marquage, c'est-à-dire des complexes inertes, ce qui évite leur dissociation dans le milieu cellulaire et assure que le métal puisse être conduit jusqu'à la cellule. Ces complexes sont appelés "chélates" et utilisent des "chélatants" pour lier le métal et l'agent de marquage. L'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) a mis à profit une technologie qu'elle a brevetée pour greffer de façon irréversible de nouveaux chélates inertes d'Indium(III), métal jusqu'ici peu utilisé ou de façon non optimale, sur des billes de polystyrène faisant office de cellules pour une première approche. Les objets obtenus ont pu être visualisés et caractérisés par imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit...) par cytométrie de masse grâce à la détection de l'indium 115. Ces travaux valident donc l'utilisation de ces nouveaux chélates pour le greffage sur anticorps et donc en CyTOF, résultats qui seront bientôt présentés par le laboratoire et l'entreprise.

À l'avenir, les chercheurs souhaitent également étendre l'utilisation de leur ligand à d'autres métaux que l'Indium(III), comme les lanthanides. Les propriétés d'émission de luminescence (La luminescence est une émission de lumière dite "froide", par opposition à l'incandescence qui elle est chaude.) de ces derniers permettraient d'obtenir des agents bimodaux alliant à la fois cytométrie de masse et de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les domaines...), ce qui serait une première.

Références

Laura Grenier, Maryline Beyler, Carlos Platas-Iglesias, Taunia Closson, David Esteban Gómez, Dwight S. Seferos, Peng Liu (Liu (chinois : 柳宿, pinyin : liǔ xiù) est une loge lunaire de l'astronomie chinoise. Son étoile référente (c'est-à-dire celle qui délimite la frontière...), Olga I. Ornatsky, Vladimir Baranov and Raphael Tripier.
Highly stable and inert complexation of Indium(III) by reinforced cyclam dipicolinate and a bifunctional derivative for bead encoding in mass cytometry
Chemistry A European Journal - Septembre 2019
DOI: 10.1002/chem.201903969
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