L’équipe développe un contrôle qualité pour l’imagerie unicellulaire

Une taille unique ne convient pas nécessairement à tous lorsqu’il s’agit de tester les effets, y compris le cancer et d’autres maladies, des produits chimiques perturbateurs endocriniens (EDC) ou des toxines, qui ciblent de nombreux facteurs, y compris le récepteur des œstrogènes (ER). La plupart des criblages actuels utilisent des tests à haut débit qui se concentrent uniquement sur l’analyse de population en vrac et/ou des systèmes d’ingénierie sans tenir compte de l’hétérogénéité phénotypique ou de la variabilité intercellulaire des récepteurs endogènes. Des chercheurs du Baylor College of Medicine ont maintenant développé un pipeline de contrôle de la qualité basé sur l’analyse d’images à deux niveaux qui exploite les variations d’une seule cellule pour évaluer les effets chimiques.

Les résultats, publiés dans une récente édition de Perspectives de la santé environnementaleont constaté que lors de l’utilisation de cette méthode, certains EDC n’étaient actifs que sur le RE endogène, qui n’étaient pas détectés par les tests actuels.

« La majorité des tests actuellement utilisés pour identifier les effets des perturbateurs endocriniens sur les RE ne tiennent pas compte des réponses cellulaires individuelles au sein de la population cellulaire, et bien qu’il s’agisse d’un phénomène biologique important, très peu d’études ont tenté de telles expériences », a déclaré le Dr Michael Mancini, auteur supérieur sur le papier, professeur de biologie moléculaire et cellulaire et directeur du noyau intégré de microscopie chez Baylor. « En ce qui concerne les outils de dépistage pour la plupart des tests de toxicologie, de nombreuses personnes veulent une réponse ou un nombre unique parmi des milliers, voire des millions de réponses cellulaires. Cependant, les réponses cellulaires individuelles ne sont pas toutes identiques, nous nous sommes donc concentrés sur un modèle de test où chaque individu la cellule est analysée. »

Le Dr Fabio Stossi, professeur agrégé de biologie moléculaire et cellulaire et auteur principal de l’étude explique : « Dans cette étude, nous avons mesuré les niveaux de RE endogènes dans des milliers de cellules afin de créer une méthode de contrôle de la qualité pour évaluer la reproductibilité de la variation de cellule à cellule. Nous avons mesuré la variabilité cellule par cellule à l’aide de techniques d’imagerie pour déterminer la reproductibilité de nombreux facteurs et variables, puis nous avons trouvé des moyens de mesurer les changements de distribution lorsque vous traitez les cellules avec des perturbateurs endocriniens.

Au cours de plusieurs années, nous avons utilisé cette méthode pour créer un pipeline et un logiciel que d’autres peuvent utiliser dans le contrôle de la qualité des expériences d’imagerie unicellulaire. »

Pour déterminer l’exactitude de cette méthode, Stossi et ses collaborateurs ont comparé les résultats à plusieurs tests actuellement utilisés par l’Environmental Protection Agency et en utilisant 42 substances toxiques de l’Agency for Toxic Substance and Disease Registry. Ces perturbateurs endocriniens sont courants dans l’environnement et sont connus pour être liés à certains types de cancers et autres maladies.

Au cours des tests, les chercheurs ont découvert qu’en utilisant cette nouvelle méthode d’analyse d’imagerie unicellulaire, associée aux tests actuels, ils étaient en mesure d’identifier de nouveaux EDC qui affectaient spécifiquement les niveaux de RE endogènes, un effet qui implique des interrelations entre plusieurs voies.

« Nous avons identifié plusieurs nouvelles substances toxiques qui affectaient directement et indirectement les niveaux et l’activité des ER », a déclaré Mancini. « Nous avons pu observer une hétérogénéité et une diversité massives parmi des populations de cellules similaires qui, dans le passé, étaient censées agir de la même manière. « n’obtenant pas nécessairement les résultats les plus précis. Ce que notre équipe a fait était de créer ce test d’imagerie capable de trouver les résultats les plus précis en utilisant des analyses unicellulaires sur une population de cellules. »

Étant donné que cette plate-forme de test peut être intégrée à la plupart des tests que le gouvernement utilise actuellement pour tester les substances toxiques, la prochaine étape consistera à examiner d’autres récepteurs ciblés par EDC dans différents modèles et à utiliser de nouveaux équipements qui prennent en charge des études à plus grande échelle.

D’autres qui ont contribué à l’étude incluent Pankaj K. Singh, Ragini M. Mistry, Hannah L. Johnson, Radhika D. Dandekar, Maureen G. Mancini, Adam T. Szafran et Arvind U. Rao, avec Baylor College of Medicine, Texas A&M Université ou l’Université du Michigan, Ann Arbor.