Tracer une nouvelle voie à travers le cerveau blessé

Ozgun Gokce, chercheur scientifique à l’Université de Bonn, se consacre à l’étude des troubles neurologiques liés à l’âge et développe des technologies pour mieux comprendre la dégénérescence cérébrale. Son intérêt pour la recherche a été suscité dès son enfance, lorsque la télévision de sa famille est tombée en panne et qu’il a voulu comprendre pourquoi. Cette curiosité l’a conduit à étudier les raisons pour lesquelles les choses se dégradent, en particulier dans le contexte des maladies.

Dans son laboratoire, Gokce a récemment développé une nouvelle technique d’imagerie appelée la microscopie électronique corrélée à la transcriptomique spatiale (STcEM). Cette technique combine la fluorescence multiplexée robuste aux erreurs hybridation in situ (MERFISH) avec la microscopie électronique à balayage (MEB). Grâce à cette approche innovante, Gokce a pu créer des cartes détaillées des cerveaux de souris atteintes de lésions cérébrales démyélinisantes, qui peuvent être à l’origine de maladies telles que la sclérose en plaques ou la maladie d’Alzheimer.

La carte cérébrale obtenue grâce à la STcEM permet de visualiser les zones de lésions démyélinisantes en rouge vif. Les autres couleurs représentent différents types de cellules présentes dans le cerveau, telles que les oligodendrocytes (jaune), les astrocytes (vert) et les cellules vasculaires (violet). Cette cartographie offre une vision plus complète des interactions complexes entre ces différentes cellules dans le cerveau malade.

La STcEM est une combinaison de deux techniques d’imagerie avancées : la microscopie électronique à balayage (SEM) et la fluorescence multiplexée robuste aux erreurs hybridation in situ (MERFISH). Le SEM permet d’observer les structures cellulaires avec une résolution très élevée, tandis que le MERFISH permet de détecter jusqu’à 10 000 types d’ARNm dans une cellule, en même temps, avec une résolution de l’ordre de 100 nm.

La combinaison de ces deux techniques permet de superposer les informations sur les identités cellulaires et les structures cellulaires. Cette approche ouvre de nouvelles possibilités pour l’apprentissage automatique, en fournissant des données de formation impartiales pour comprendre les états transcriptionnels spécifiques des cellules.

Grâce à la STcEM, Gokce et son équipe ont pu observer les changements dans la forme et l’activité génique des cellules immunitaires cérébrales appelées microglies après une blessure. Ils ont également remarqué la présence de gouttelettes lipidiques dans ces cellules, ce qui a permis de mieux comprendre leur fonctionnement.

L’utilisation de la STcEM génère une grande quantité de données, avec une seule tranche de cerveau pouvant produire jusqu’à 4,5 téraoctets. L’analyse de ces données permet de mieux comprendre les processus pathologiques liés aux lésions cérébrales démyélinisantes et d’identifier de nouvelles pistes pour le traitement de ces maladies.

En résumé, la recherche d’Ozgun Gokce sur la dégénérescence cérébrale et les troubles neurologiques liés à l’âge a abouti à la création d’une nouvelle technique d’imagerie, la STcEM, qui permet de cartographier les cerveaux malades avec une grande précision. Cette approche novatrice offre de nouvelles perspectives pour comprendre les mécanismes sous-jacents à ces maladies et développer de nouveaux traitements.
Source : https://www.the-scientist.com/news/charting-a-new-course-through-the-injured-brain-71588