WildDISCO : Visualiser des corps entiers avec un niveau de détail sans précédent
Intégration de l'IA : Prédire l'évolution d'une maladie sans utiliser de modèles animaux dans la recherche
Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode appelée wildDISCO qui utilise des anticorps standard pour cartographier le corps entier d'un animal à l'aide de marqueurs fluorescents. Cette technique révolutionnaire fournit des cartes 3D détaillées des structures, jetant un nouvel éclairage sur les systèmes biologiques complexes et les maladies. WildDISCO a le potentiel de transformer notre compréhension des processus complexes de la santé et de la maladie et ouvre la voie à des avancées passionnantes dans le domaine de la recherche médicale. Cette technologie a été présentée dans la revue Nature Biotechnology.
Dans le passé, les scientifiques avaient recours à des animaux génétiquement modifiés ou à des étiquettes spécialisées pour rendre visibles des structures et des cellules spécifiques dans l'ensemble du corps d'un animal. Mais ces approches sont coûteuses et longues à mettre en œuvre, en particulier lorsqu'il s'agit de systèmes à l'échelle du corps, comme le système nerveux. Une équipe de scientifiques du Helmholtz Munich, de l'hôpital universitaire LMU et de la Ludwig-Maximilians Universität München (LMU) vient d'introduire une nouvelle méthode appelée wildDISCO, qui utilise des anticorps standard pour cartographier des corps entiers de souris. Cette méthode permet de créer des cartes tridimensionnelles détaillées des structures normales et malades dans le corps des mammifères, de manière simple et rentable.
En détail, le flux de travail de wildDISCO comprend la distribution d'anticorps couplés à une étiquette fluorescente dans le corps entier d'un animal qui n'est plus en vie, par perfusion du système vasculaire sanguin, suivie d'un nettoyage optique de l'animal et d'une microscopie à fluorescence sur lame de lumière. Les scientifiques détectent un signal de fluorescence lorsqu'un anticorps spécifique est lié à la structure, à la molécule ou à la cellule d'intérêt. Des outils informatiques avancés permettent de créer des cartes de tous les endroits spécifiques où une molécule donnée est présente dans l'organisme.
Un facteur crucial pour la réussite de ce projet a été de trouver un moyen de distribuer uniformément un anticorps de taille relativement importante dans toutes les cellules d'un animal. Le professeur Ali Ertürk et son équipe ont identifié un composé spécifique qui améliore la perméabilité de la membrane cellulaire et facilite la pénétration profonde et uniforme des anticorps standard sans agrégation. Ali Ertürk explique la vision qui sous-tend le projet : "Savoir où chaque protéine est exprimée dans le corps est essentiel pour développer une compréhension globale du fonctionnement du corps et de ce qui ne va pas dans les maladies complexes".
WildDISCO fournit des cartes corporelles en ligne à la communauté scientifique
Grâce à wildDISCO, les chercheurs ont pu créer des cartes détaillées des structures cellulaires qui ont abouti à des atlas complets du corps de la souris, en se concentrant sur le système nerveux, les vaisseaux lymphatiques, les vaisseaux sanguins et les cellules immunitaires. Grâce à cette approche, ils ont déjà découvert que le microbiome intestinal joue un rôle important dans le développement du système nerveux entérique. Ils ont également cartographié les structures lymphoïdes associées aux tumeurs (TLS) en relation avec la propagation du cancer du sein, ce qui permettra de comprendre comment ces structures affectent la réponse immunitaire aux tumeurs.
En outre, ces atlas ne sont pas seulement utilisés à Helmholtz Munich, mais ont un impact significatif sur l'ensemble de la communauté scientifique. C'est pourquoi les images à haute résolution sont disponibles sur leur site web en tant qu'atlas en ligne. Les premiers auteurs, les docteurs Hongcheng Mai et Jie Luo du laboratoire Ertürk du Helmholtz de Munich, soulignent les avantages des atlas du corps entier : "Nos atlas en ligne ont déjà généré des données pour des articles publiés. D'autres scientifiques ont obtenu des données essentielles à partir de nos atlas, ce qui leur a permis de gagner du temps, d'économiser des ressources et de réduire l'utilisation d'animaux."
Intégration de l'IA : Prédire l'évolution d'une maladie sans utiliser de modèles animaux dans la recherche
La méthode peut déjà faciliter la modélisation de systèmes biologiques complexes et de maladies, par exemple en traçant le chemin des métastases cancéreuses et en déterminant si les traitements conçus atteignent chaque micrométastase cancéreuse. Actuellement, l'équipe du Helmholtz Munich travaille à l'amélioration des capacités de wildDISCO. Les scientifiques envisagent qu'à l'avenir, la technologie permette, par exemple, l'utilisation simultanée de nombreux anticorps pour permettre la modélisation de systèmes complexes multiples.
En outre, les données d'imagerie à grande échelle et de haute qualité générées par wildDISCO sont nécessaires à l'entraînement des algorithmes d'intelligence artificielle (IA), qui se développent sur de vastes ensembles de données. "Imaginez maintenant ce que nous pouvons faire avec ces cartes lorsque vous les combinez avec la puissance de l'apprentissage profond", déclare Ertürk. L'équipe s'est engagée à exploiter la puissance de l'IA pour simuler des systèmes biologiques complexes, dans le but ultime de comprendre les maladies et de développer de nouveaux traitements plus efficacement grâce à des prédictions informatiques, sans qu'il soit nécessaire de procéder à de nouvelles expériences sur des animaux.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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