Les scientifiques de Scripps Research ont dévoilé une nouvelle méthode de nettoyage des tissus pour rendre transparents de grands échantillons biologiques. La méthode permet aux scientifiques de visualiser et d’étudier plus facilement que jamais les processus biologiques sains et liés à la maladie qui se produisent dans plusieurs systèmes d’organes.
Décrit dans un article de Méthodes naturelles le 28 mars 2022, et baptisée HYBRiD, la nouvelle méthode combine des éléments des deux principales approches antérieures de la technologie de compensation des tissus, et devrait être plus pratique et évolutive que l’une ou l’autre pour les applications à grand échantillon.
« Il s’agit d’une technique simple et universelle de nettoyage des tissus pour les études de grandes parties du corps ou même d’animaux entiers », explique l’auteur principal de l’étude Li Ye, Ph.D., professeur adjoint de neurosciences à Scripps Research.
Le nettoyage des tissus implique l’utilisation de solvants pour éliminer les molécules qui rendent les tissus opaques (comme la graisse), rendant les tissus optiquement transparents, tout en maintenant la plupart des protéines et des structures en place. Les scientifiques utilisent couramment des balises fluorescentes codées génétiquement ou liées à des anticorps pour marquer des gènes actifs ou d’autres molécules d’intérêt chez un animal de laboratoire, et la compensation des tissus permet en principe à ces balises d’être imagées en une seule fois sur l’ensemble de l’animal.
Les scientifiques ont commencé à développer des méthodes de nettoyage des tissus il y a environ 15 ans, principalement dans le but de tracer les connexions nerveuses dans des cerveaux entiers. Bien que les méthodes fonctionnent bien pour le cerveau, elles ne fonctionnent pas si bien lorsqu’elles sont appliquées à d’autres parties du corps ou à des corps entiers, qui contiennent des structures plus difficiles à dissoudre.
Ces procédés utilisaient jusqu’à présent soit des solvants organiques, soit des solvants aqueux. Les premiers agissent généralement plus rapidement et plus puissamment mais ont tendance à diminuer les signaux fluorescents. Les méthodes utilisant des solvants à base d’eau sont plus efficaces pour préserver la fluorescence, mais sont peu pratiques pour éliminer les tissus non cérébraux. De plus, les deux types de méthodes nécessitent des procédures lourdes et à forte intensité de main-d’œuvre, utilisant souvent des produits chimiques dangereux.
« Un laboratoire ordinaire ne peut généralement pas utiliser ces méthodes de manière routinière et à grande échelle », déclare Yu Wang, étudiant diplômé du laboratoire Ye et co-premier auteur de l’article.
Découvrez comment une nouvelle technique de Scripps Research facilite l’analyse des processus biologiques à l’échelle du corps et des maladies telles que l’infection au COVID-19. Crédit : Scripps Research
La nouvelle méthode conçue par Ye et son équipe utilise une combinaison séquentielle de solvants organiques et de détergents à base d’eau, et utilise des hydrogels à base d’eau pour protéger les molécules du tissu qui doivent être préservées. Il ne nécessite souvent pas le pompage de solvants à travers l’échantillon.
« Dans de nombreux cas, vous pouvez simplement mettre le tout dans un bocal et le conserver dans un shaker sur votre paillasse jusqu’à ce que ce soit fait », explique la co-première auteure Victoria Nudell, assistante de recherche au laboratoire Ye. « Cela le rend suffisamment pratique et évolutif pour une utilisation de routine. »
Les chercheurs ont démontré la facilité et l’utilité de leur nouvelle méthode dans une variété d’applications. Celles-ci comprenaient une collaboration avec le laboratoire de John Teijaro, Ph.D., professeur agrégé d’immunologie et de microbiologie, pour imager pour la première fois des cellules infectées par le SRAS-CoV-2 dans l’ensemble de la poitrine de souris – une procédure dont la simplicité, avec la nouvelle méthode, a permis de le faire dans une installation de haut niveau de biosécurité où l’accès aux équipements est strictement limité.
Ye et son équipe travaillent maintenant avec leurs collaborateurs scientifiques sur de multiples applications de la nouvelle méthode, y compris le traçage des voies nerveuses dans le corps.
« HYBRiD : hydrogel-reinforced DISCO for clearing mammalian bodies » a été co-écrit par les premiers auteurs Victoria Nudell et Yu Wang, et par Zhengyuan Pang, Neeraj Lal, Min Huang, Namir Shaabani, Wesam Kanim, John Teijaro, Anton Maximov et Li Oui, tout Scripps Research pendant l’étude.
Victoria Nudell et al, HYBRiD : DISCO renforcé d’hydrogel pour nettoyer les corps des mammifères, Méthodes naturelles (2022). DOI : 10.1038/s41592-022-01427-0