Chélate inerte d’indium et sa fonction de couplage (gauche) ; visualisation par cytométrie par détection de l’indium 115 (droite) et représentations schématiques du complexe inerte et du matériau obtenu après greffage sur billes de polystyrène. © Laura Grenier et al. 2019

Cytométrie de masse : des sondes pour un meilleur profilage cellulaire

Résultats scientifiques Vivant et santé

Méthode d’analyse très utile en immunologie, la cytométrie de masse fait appel à des sondes qui sont des anticorps, couplés à différents isotopes métalliques, spécifiques de composants cellulaires à analyser. Une équipe du laboratoire CEMCA (CNRS/Université de Bretagne occidentale) a développé des ligands innovants pour greffer ces métaux de façon irréversible sur l’agent de marquage, améliorant la sélectivité de la méthode. Une étude publiée dans la revue Chemistry - A European Journal.

L’étude complexe du système immunitaire requiert l’analyse simultanée d’un nombre toujours plus grand de paramètres (marqueurs de surface, de transcription et signalisation cellulaires, des cycles, prolifération et mort cellulaires). Cela nécessite de multiplier les sondes, une par paramètre, tout en pouvant différencier leurs signaux. La cytométrie de masse est l’une des meilleures techniques actuellement disponibles pour cela. Associés à l’entreprise Canadienne Fluidigm (Toronto), créatrice de la technologie, des chercheurs du laboratoire CEMCA (CNRS/Université de Bretagne Occidentale) et leurs collaborateurs proposent une amélioration de la technique.

Dans la cytométrie de masse, les objets utilisés (généralement un anticorps) pour marquer la cellule  sont eux-mêmes marqués par des isotopes de différents métaux qui ne sont pas naturellement présents dans le milieu biologique, puis détectés par « spectrométrie de masse par temps de vol » (on parle de CyTOF1). L’avantage primordial de cette technologie est que la signature issue de chaque isotope est spécifique du marqueur identifié au sein de la cellule (de type ADN, antigènes CD20 et CD45 ou autres clusters de différentiation). Compte tenu de l’absence de recouvrement des signaux obtenus pour chaque métal dans les différents canaux de détection, près de 60 isotopes métalliques, donc autant de paramètres cellulaires, peuvent ainsi être détectés simultanément, permettant une caractérisation poussée.

Mais pour valoriser toutes les capacités de la technique, les métaux doivent former des complexes durables avec l’agent de marquage, c’est-à-dire des complexes inertes, ce qui évite leur dissociation dans le milieu cellulaire et assure que le métal puisse être conduit jusqu’à la cellule. Ces complexes sont appelés « chélates » et utilisent des « chélatants » pour lier le métal et l’agent de marquage. L’équipe de recherche a mis à profit une technologie qu’elle a brevetée pour greffer de façon irréversible de nouveaux chélates inertes d’Indium(III), métal jusqu’ici peu utilisé ou de façon non optimale, sur des billes de polystyrène faisant office de cellules pour une première approche. Les objets obtenus ont pu être visualisés et caractérisés par imagerie par cytométrie de masse grâce à la détection de l’indium 115. Ces travaux valident donc l’utilisation de ces nouveaux chélates pour le greffage sur anticorps et donc en CyTOF, résultats qui seront bientôt présentés par le laboratoire et l’entreprise.

À l’avenir, les chercheurs souhaitent également étendre l’utilisation de leur ligand à d’autres métaux que l’Indium(III), comme les lanthanides. Les propriétés d’émission de luminescence de ces derniers permettraient d’obtenir des agents bimodaux alliant à la fois cytométrie de masse et de flux2, ce qui serait une première.

  • 1. Une méthode qui permet d’identifier des particules chargées à partir de leur rapport masse sur charge.
  • 2. Similaire à la cytométrie de masse, la cytométrie en flux est basée sur une technologie optique, les cellules étant identifiées par un marquage fluorescent.
Chélate inerte d’indium et sa fonction de couplage (gauche) ; visualisation par cytométrie par détection de l’indium 115 (droite) et représentations schématiques du complexe inerte et du matériau obtenu après greffage sur billes de polystyrène. © Laura Grenier et al. 2019

Références

Laura Grenier, Maryline Beyler, Carlos Platas-Iglesias, Taunia Closson, David Esteban Gómez, Dwight S. Seferos, Peng Liu, Olga I. Ornatsky, Vladimir Baranov and Raphael Tripier
Highly stable and inert complexation of Indium(III) by reinforced cyclam dipicolinate and a bifunctional derivative for bead encoding in mass cytometry
Chemistry A European JournalSeptembre 2019
DOI: 10.1002/chem.201903969

Contact

Raphaël Tripier
CEMCA UMR 6521
Maryline Beyler
CEMCA UMR 6521
Stéphanie Younès
Responsable Communication
Sophie Félix
Chargée de communication