Une approche innovante permet d'établir le profil morphologique de lymphocytes tueurs

06 juillet 2021

Le bon fonctionnement des lymphocytes tueurs qui circulent dans le sang et les tissus de l’organisme est essentiel à nous protéger contre les infections mais également contre le développement des tumeurs. Être capable de mesurer finement leur réactivité est un enjeu majeur pour mieux comprendre leurs éventuels défauts dans certaines pathologies et pour mettre en place des approches d’immunothérapie visant à booster leur activité.

Image de microscopie d'un lymphocyte tueur ("natural killer") montrant le positionnement des granules lytiques (orange) l'organisation du cytosquelette d'actine (vert) et le noyau (bleu).

Dans ce contexte, Loïc Dupré, chercheur Inserm et son équipe de l’Institut toulousain des maladies infectieuses et inflammatoires (Inserm / Université Toulouse III – Paul Sabatier / CNRS) ont mis au point, avec des chercheurs de l’Institut de recherche en santé digestive de Toulouse (Inserm / Université Toulouse III – Paul Sabatier / ENVT / Inrae) une approche innovante pour détecter par microscopie automatisée la réactivité des lymphocytes tueurs sur de nombreux échantillons en parallèle.

Ces travaux ont été menés en collaboration avec l’Institut Ludwig Boltzmann sur les maladies rares ainsi que l’Université de Vienne en Autriche.

Depuis plusieurs années, l’équipe du Dr Loïc Dupré, chercheur Inserm et responsable de l’étude, travaille au développement d’approches de microscopie de pointe pour élucider les mécanismes par lesquels les lymphocytes tueurs migrent vers leurs cibles, les reconnaissent, s’y accrochent et les éliminent. Bien que les chercheurs utilisent des microscopes toujours plus précis pour détecter des évènements cellulaires et moléculaires très fins, il leur manquait une approche rapide et automatisée pour caractériser la réactivité des lymphocytes tueurs isolés de nombreux échantillons sanguins. Ils ont pour cela utilisé un microscope automatisé permettant de collecter des milliers d’images de lymphocytes tueurs stimulés dans des micro-puits. Ils ont ensuite développé des approches d’analyse d’images faisant appel à la bio-informatique. Comme pour la reconnaissance faciale, les analyses permettent de comparer les morphologies ainsi que certains marqueurs moléculaires sur des millions de cellules pour au final dresser un " profil de lymphocytes tueurs " propre à chaque échantillon.

Avec cette nouvelle approche analytique, les chercheurs ont pu comparer les effets de plusieurs molécules impactant le fonctionnement des lymphocytes tueurs. Ils ont pu également comparer les défauts de cellules provenant de patients souffrant de maladies génétiques du système immunitaire peu caractérisées.

Leurs études montrent qu’avec une telle puissance d’analyse, il est possible de déceler des défauts non perceptibles à l’œil de l’expert. Les analyses de type " big data " pour la biologie, étaient jusqu’ici essentiellement élaborées autour de l’analyse du génome et de l’expression des gènes.

" Avec ce nouveau type d’imagerie cellulaire automatisée, nous sommes maintenant capable d’extraire des données morphologiques complexes et de les relier directement à des situations pathologiques " souligne le Dr Loïc Dupré.

Une des prochaines étapes va maintenant consister à étendre ce type d’approche à l’étude de différentes pathologies telles que les leucémies et formes d’immunodéficiences congénitales.

Le développement d’immunothérapies visant à contrôler la fonction des lymphocytes tueurs est un axe également prometteur autour duquel cette technologie pourrait s’avérer très utile.

 

Ces travaux sont parus dans la revue Cell Reports le 6 juillet 2021.

 

Contact chercheur : loic.dupre@inserm.fr


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