Les progrès récents de la technologie d’imagerie ont permis de visualiser la dynamique intracellulaire, ce qui offre une meilleure compréhension de plusieurs principes biologiques clés pour accélérer le développement thérapeutique. Le marquage fluorescent est une de ces techniques qui est utilisée pour identifier les protéines intracellulaires, leur dynamique et leur dysfonctionnement. Des sondes internes et externes avec des colorants fluorescents sont utilisées à cette fin, bien que les sondes externes puissent mieux visualiser les protéines intracellulaires par rapport aux sondes internes. Cependant, leur application est limitée par une liaison non spécifique aux composants intracellulaires, ce qui entraîne une faible signalisation spécifique à la cible et un bruit de fond plus élevé.
Récemment, un immunocapteur marqué par un colorant fluorescent connu sous le nom de Quenchbody (Q-body) a été utilisé avec succès pour détecter des antigènes dans des solutions ou à la surface des cellules. Un corps Q est essentiellement un fragment d’anticorps capable de se lier à un antigène spécifique.
Dans ce contexte, des chercheurs du Japon et de Singapour, dirigés par le professeur Hiroshi Ueda de l’Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech), au Japon, ont récemment signalé l’applicabilité des corps Q pour l’imagerie des protéines intracellulaires dans les cellules vivantes. Leurs conclusions sont maintenant publiées dans Sciences chimiques.
« Étant donné que le Q-body fonctionne comme un outil d’imagerie spécifique au site et dépendant de l’antigène, nous avons émis l’hypothèse qu’il affichera une fluorescence commutable dépendante de l’antigène lors de l’interaction avec la protéine cible, permettant une visualisation précise de la dynamique intracellulaire. Nous l’avons démontré en synthétisant un Q-body pour p53, une protéine biomarqueur suppresseur de tumeur qui joue un rôle important dans la réparation de l’ADN, la division cellulaire et la mort cellulaire », explique le professeur Ueda.
L’équipe a synthétisé un « double » corps Q marqué par un colorant fluorescent appelé « C11_Fab Q-body », qui affiche une meilleure sensibilité et une meilleure spécificité de cible par rapport aux sondes conventionnelles dans les cellules cancéreuses humaines exprimant p53. Comme l’expression de p53 augmente dans les cellules cancéreuses, ils ont électroporé le corps Q dans plusieurs lignées de cellules cancéreuses humaines pour valider leur hypothèse.
Par rapport à une sonde traditionnelle qui affichait des signaux de fluorescence continus même en l’absence de p53, la sonde Q-body affichait des signaux de fluorescence dans des cellules « fixes » (cellules avec des protéines dénaturées pour arrêter la décomposition) exprimant p53. De plus, la sonde Q-body pourrait visualiser à la fois le p53 sauvage (contrôle) et le type mutant dans des échantillons de cellules fixes.
En outre, l’équipe a observé des signaux de fluorescence avec une intensité 8 fois plus élevée dans des lignées cellulaires humaines vivantes de cancer du côlon avec l’expression de p53 par rapport aux négatifs. Fait intéressant, le corps Q était stable à long terme, affichant des changements d’intensité de fluorescence avec des changements induits expérimentalement dans les niveaux de p53.
La cytométrie en flux a révélé une immunofluorescence plus élevée avec le corps Q dans les cellules exprimant p53. De plus, lors du tri, le rapport et le signal de fluorescence de ces cellules étaient significativement plus élevés par rapport aux autres (avec ou sans corps Q).
Le professeur Ueda déclare : « Les techniques existantes sont incapables de fournir une imagerie précise de cibles intracellulaires moins abondantes avec une spécificité et une sensibilité élevées. Dans ce contexte, notre étude démontre le potentiel des corps Q dans l’imagerie des cellules vivantes pour une meilleure visualisation des changements intracellulaires dynamiques. , et fournit une approche pour le tri intracellulaire spécifique à l’antigène des cellules vivantes à l’aide d’un corps Q. »
À l’avenir, nous pouvons nous attendre au développement de nombreux autres corps Q pour visualiser plusieurs autres biomarqueurs intracellulaires, ouvrant ainsi la voie à un développement thérapeutique cellulaire amélioré et à la recherche sur le cancer.
Yancen Dai et al, Intra Q-body : une sonde fluorogène à base d’anticorps pour les protéines intracellulaires qui permet l’imagerie et le tri des cellules vivantes, Sciences chimiques (2022). DOI : 10.1039/d2sc02355e