Un atlas cellulaire saisit la rétine humaine dans ses moindres détails
Cette étonnante image pourrait ressembler à une peinture de Jackson Pollock particulièrement vivante, mais il s’agit en fait d’un exemple d’une nouvelle technique d’imagerie cellulaire. Le sujet ? Une rétine humaine.
Image d’entête : coupe transversale de l’image au microscope de l’organoïde de la rétine créée à l’aide de la technique 4i, où chaque couleur représente un type de protéine différent. (Wahle et col./ Nature Biotechnology)
Dans le domaine de la microscopie en fluorescence, les tissus sont imagés à l’aide de colorants fluorescents qui colorent des protéines spécifiques. Mais cette technique ne peut être utilisée qu’avec trois à cinq colorants différents à la fois, ce qui limite les détails pouvant être capturés dans une seule image.
Pour décupler les détails, les chercheurs de la nouvelle étude ont tiré parti d’une nouvelle technique appelée imagerie par immunofluorescence indirecte itérative (Iterative indirect immunofluorescence imaging ou 4i). Le principe de base semble assez simple : après avoir pris une image et effectué des mesures en utilisant trois colorants, vous débarrassez les colorants de l’échantillon, puis vous le colorez avec trois autres colorants. Répétez l’opération encore et encore, puis utilisez un ordinateur pour fusionner toutes les images en une seule et voilà, le résultat final est une seule image de microscope avec des douzaines de types de protéines marquées.
Dans ce cas, des chercheurs de l’ETH Zurich, en Allemagne, ont utilisé la technique 4i pour créer un nouvel atlas cellulaire de la rétine humaine. Pendant 18 jours, un robot a pris des images de 18 lots différents de protéines colorées, pour finalement créer une image contenant 53 types de protéines différents.
Plutôt que de prélever des rétines sur des personnes, les chercheurs ont cultivé en laboratoire de mini-versions en 3D à partir de cellules souches, qui se développent d’une manière très similaire à la vraie rétine. En utilisant ces organoïdes de rétine, l’équipe a démontré comment ce type d’imagerie pouvait être utilisé pour étudier le développement humain. Les chercheurs ont réalisé leur processus sur une série d’organoïdes de rétine d’âges différents, tout au long de leur période de développement de 39 semaines.
L’image complète de la rétine 4i, montrant les détails complexes du tissu. (Wahle et col./ Nature Biotechnology)
Selon Gray Camp, auteur principal de l’étude :
Nous pouvons utiliser cette série chronologique pour montrer comment le tissu organoïde se construit lentement, quels types de cellules prolifèrent et à quel moment, et où se situent les synapses. Les processus sont comparables à ceux de la formation de la rétine au cours du développement embryonnaire.
Les chercheurs prévoient ensuite d’utiliser cette technique sur des organoïdes de rétine présentant des pathologies telles que la rétinite pigmentaire, une maladie dégénérative pouvant conduire à la cécité, afin d’étudier la progression de la maladie et de trouver de nouveaux moyens de la traiter. À terme, ils espèrent appliquer cette technique à d’autres types de tissus pour étudier le développement et la maladie.
L’étude publiée dans Nature Biotechnology : Multimodal spatiotemporal phenotyping of human retinal organoid development et présentée sur le site de l’ETH Zurich : Detailed image of the human retina.
