Des scientifiques développent un nouvel outil qui pourrait conduire à des « biopsies liquides » non invasives

Les biopsies sont des outils cliniques couramment utilisés pour diagnostiquer diverses maladies ou pour surveiller les tissus en cas de croissance anormale ou même de rejet d’une greffe. Au cours des biopsies, des échantillons de tissus sont prélevés du corps afin de pouvoir être examinés de plus près, mais selon le type de tissu nécessaire, la procédure peut être assez invasive.

Des chercheurs de l’École de médecine des sciences fondamentales ont récemment développé un outil d’analyse qui pourrait conduire à l’utilisation de « biopsies liquides » comme substitut aux biopsies traditionnelles pour certains patients ou certaines maladies.

L’article « La cytométrie de flux multiparamétrique à vésicule unique résout l’hétérogénéité des vésicules extracellulaires et révèle une régulation sélective de la biogenèse et de la distribution de la cargaison » a été publié dans ACS Nano en avril 2024.

L’outil, appelé EV Fingerprinting, est l’aboutissement du travail de thèse d’Ariana von Lersner, ancienne étudiante diplômée et actuelle chercheuse postdoctorale dans le laboratoire d’Alissa Weaver, professeure Cornelius Vanderbilt de biologie cellulaire et du développement.

Le « EV » dans EV Fingerprinting signifie vésicules extracellulaires, qui sont des particules liées à la membrane contenant une cargaison biologiquement active et qui contribuent à la communication intercellulaire dans la santé et la maladie.

Bien que les VE soient observés depuis au moins les années 1980, leur origine et leur fonction n’ont pas été clairement définies. Au cours des deux dernières décennies, la recherche sur les VE a explosé et on a désormais découvert que les VE jouent un rôle dans les processus endocriniens, les réponses immunitaires et même la progression du cancer chez diverses espèces, y compris les humains.

Le terme « EV » englobe des vésicules de tailles et de charges diverses, chacune étant probablement adaptée à des fonctions différentes. Les changements dans l’hétérogénéité des EV dans un organisme peuvent refléter des changements d’état biologique (par exemple, un état cancéreux par rapport à un état normal, non pathologique) qui peuvent servir de biomarqueur cliniquement informatif.

« L’empreinte digitale vous permet de caractériser les EV avec une préparation minimale de l’échantillon de manière à haut débit et vous permet de mieux classer les types de vésicules dans l’échantillon », a déclaré von Lersner.

La technique consiste à isoler les EV du reste du contenu cellulaire d’un échantillon, à les étiqueter avec un colorant lipophile fluorescent qui s’intercale dans la bicouche lipidique des EV et à les faire passer dans un cytomètre de flux, un instrument qui tire un laser sur un échantillon et recueille des informations sur la façon dont la lumière est réfractée ou émise.

Les informations collectées sont compilées dans une « empreinte digitale » qui peut être utilisée pour effectuer des analyses quantitatives de différentes populations d’EV et déterminer comment elles sont modifiées par la manipulation expérimentale, la perturbation moléculaire ou l’état de la maladie.

L’empreinte digitale des EV constitue une avancée sans précédent vers la caractérisation des EV car elle permet d’analyser la composition des bicouches lipidiques des EV dans un échantillon et de décomposer l’échantillon en populations d’EV individuelles, ce que les méthodes d’analyse en masse précédentes ne pouvaient pas faire.

L’utilisation de la composition des bicouches lipidiques pour séparer les populations d’EV est une nouvelle approche qui capitalise sur une caractéristique d’EV qui avait été jusqu’alors négligée par le domaine.

Le travail a été réalisé grâce aux contributions des collaborateurs de Vanderbilt des départements de biologie cellulaire et du développement, de génie chimique et biomoléculaire, de pathologie, de microbiologie et d’immunologie et du Centre de recherche sur les véhicules électriques, ainsi que des collaborateurs externes du Cedars-Sinai Medical Center et de Genentech.

Le Centre de recherche sur les véhicules électriques, créé en 2021, est géré sous la direction de Weaver et fournit une instrumentation et une formation partagées pour le travail sur les véhicules électriques, favorise la discussion et la collaboration interdépartementales par le biais de séminaires mensuels et de retraites annuelles, et fournit aux membres des fonds pour mener ou partager des travaux liés aux véhicules électriques lors de conférences.

« L’empreinte digitale des véhicules électriques favorise le développement de biopsies liquides dans lesquelles les véhicules électriques peuvent être utilisés comme biomarqueurs pour des maladies telles que les cancers ou les troubles neurologiques », a déclaré von Lersner.

Si vous avez besoin un jour d’une biopsie et que vous pouvez renoncer à la biopsie traditionnelle au profit d’une simple prise de sang, vous pouvez peut-être remercier ces chercheurs.