Une percée technologique dévoile le processus de transcription cellulaire

Daniel Kaufmann (image : CRCHUM)Une équipe de chercheurs dirigée par le Dr Daniel Kaufmann, du Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM), a mis au point une technologie qui ouvre une nouvelle fenêtre sur la transcription de gènes cellulaires.

« Cet outil de recherche offre une vision plus approfondie des réponses immunitaires impliquées dans diverses maladies, dont l'infection au VIH, chose qui était jusqu'à maintenant difficile, complexe et coûteuse à faire au plan de la transcription des gènes avec les technologies actuelles comme la microscopie », explique Dr Kaufman, professeur à l'Université de Montréal.

Le protocole d'investigation FISH (fluorescent in situ hybridization) optimise les techniques actuelles de cytométrie en flux, afin de visualiser avec une grande sensibilité une étape clé dans la transmission de l'information cellulaire, la transcription de l'ARN. Cette avancée technologique majeure est décrite dans un article publié dans l'édition en ligne de Nature Communications. La cytométrie en flux (CMF), permet de mesurer des centaines de milliers de cellules à la fois pendant qu'elles défilent à grande vitesse dans le faisceau de lasers. Cette technologie développée dès 1934 pour compter les constituants cellulaires du sang et des organes a été améliorée au fil des décennies  pour analyser plusieurs caractéristiques physiques des cellules. Aujourd'hui, le cytomètre de flux constitue un appareil standard dans les laboratoires d'immunologie et de cancer.

Mais ce puissant convoyeur affecté à l'analyse ou au triage des cellules comportait jusqu'à maintenant une limite importante. Il ne s'appliquait qu'à l'étude des protéines, rendues visibles grâce au marquage par des anticorps spécifiques qui les reconnaissent. Or, il y a de nombreuses protéines pour lesquelles on ne dispose pas à l'heure actuelle d'anticorps spécifiques. Il s'avérait donc impossible de les étudier par cytométrie en flux.

Aussi, plusieurs maladies telles que le cancer ou le VIH sont causées par un dérèglement lors d'une étape cruciale qui précède la fabrication des protéines par les cellules, soit la transcription de l'information génétique de l'ADN à l'ARN messager. La cytométrie en flux classique ne permettait pas de sonder ce qui se trame lors de cette étape intermédiaire.

En collaboration avec la compagnie Affymetrix, l'équipe du Dr Kaufmann a dépassé cette frontière, en appliquant la technologie à une étape fondamentale de la transmission de l'information génétique au sein de la cellule. « Notre technologie n'est en principe pas limitée; on peut détecter une très grande variété de molécules d'ARN produites dans le corps humain et chez l'animal », explique le Dr Kaufmann.

Le secret? Une recette désormais brevetée, qui consiste en un savant mélange de réactifs chimiques dont le protocole de manipulations s'échelonne sur deux jours. Avec un cytomètre de flux standard, un four d'hybridation et différentes solutions méticuleusement dosées qui sont en fait des sondes microscopiques fluorescentes, les cellules livrent désormais des informations inédites. Les applications de cette technologie sont importantes, car ultimement elles permettront de mieux comprendre les mécanismes en cause dans les maladies et de juger de l'efficacité de certains médicaments.

À propos de l'étude :
Cette étude a été financée par le National Institute of Health, à Washington. Le Dr Daniel Kaufmann bénéficie d'une bourse de Carrière du Fonds de Recherche Santé Québec (FRQS).  Le Dr Kaufmann a dirigé l'équipe de chercheurs du Ragon Institute (Boston, É.-U.) et du CRCHUM à Montréal. L'auteur principal, le Dr Filippos Porichis au Ragon Institute, a mené la plupart des expérimentations. La compagnie Affymetrix a également participé à cette étude.
Consulter l'étude

Sources :
Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM)
Université de Montréal

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