La technique n’est pas utilisable sur un animal vivant mais permettrait de nombreuses applications en recherche médicale. © 3drenderings, Fotolia

Santé

Des chercheurs rendent les os d’une souris transparents

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Des scientifiques ont trouvé un moyen de rendre des os de souris quasiment invisibles. Cette innovation technique, inappliquable aux organismes vivants, ouvre la possibilité de mieux étudier certaines maladies touchant le squelette humain.

L'os est impliqué dans des processus physiologiques importants, comme l'hématopoïèse (formation des cellules sanguines) et la croissance. Notre squelette est constitué de cellules vivantes enchâssées dans une matrice extracellulaire minéralisée. Ces cellules construisent et remodèlent l'os. Mais jusqu'à présent, observer ce qui se passe à l'intérieur de l'os n'était pas évident. Dans un article paru dans Science Translational Medicine, une équipe de l'institut Caltech (Pasadena) décrit la technique qu'elle a mise au point sur des os de souris pour les rendre transparents.

Cette nouvelle méthode est basée sur une technique développée en 2013 et appelée Clarity (Clear Lipid-exchanged Acrylamide-hybridized Rigid Imaging/Immunostaining/In situ Hybridization-compatible Tissue hYdrogel). À l'origine (voir l'article au bas de celui-ci), Clarity a été imaginée pour voir à l'intérieur de tissus mous comme le cerveau. Mais avec quelques étapes supplémentaires, l'équipe l'a adaptée aux os.

Des cellules visibles dans le tibia ou le fémur de souris transgéniques

La technique consiste à retirer des minéraux sans détruire les cellules ; elle utilise des produits chimiques qui font partir les graisses et les résidus de sang qui pourraient gêner l'observation des cellules. Pour tester l'efficacité de ces traitements, les chercheurs ont voulu visualiser des cellules fluorescentes dans le tibia, le fémur et la colonne vertébrale de souris transgéniques. Au bout de 28 jours, ils ont ainsi pu voir ces cellules fluorescentes.

La technique développée n'est pas utilisable sur un organisme vivant ; elle devra ensuite être adaptée à des os humains. Les produits chimiques mettront probablement plus de temps à diffuser dans ces os plus longs, qu'il faudra peut-être couper en petits morceaux. Cette innovation pourrait aider à tester de nouveaux médicaments, ou suivre l'activité des cellules dans des os sains ou malades, afin de mieux comprendre certaines maladies comme l'ostéoporose.

Pour en savoir plus

Des souris devenues entièrement transparentes !

Article de Andrea Haug paru le 12 août 2014

Des chercheurs américains ont mis au point une technique permettant de rendre des souris de laboratoire transparentes. Cerveau, poumons, estomac et reins, l'ensemble des organes peuvent alors être visualisés en 3 dimensions à l'intérieur même du corps du sujet d'étude.

Appelé Clarity, le nouveau procédé qui consiste à rendre transparente une souris dans sa totalité a pour finalité de permettre la cartographie détaillée du système nerveux de l'animal. Il facilitera ainsi la compréhension du fonctionnement du cerveau et de son interaction avec le reste du corps en vue, notamment, d'étudier la diffusion de cancers ou d'améliorer les traitements contre des douleurs chroniques, rapportent ses auteurs dans la revue Cell.

Pour Viviana Gradinaru, chercheuse à l'Institut de technologie de Californie, aux États-Unis, et co-auteur de l'article, il s'agit d'une première. De précédentes expérimentations avaient permis de rendre transparents des cerveaux ou des embryons, mais aucune à sa connaissance n'avait jusqu'alors pu s'appliquer à la totalité d'un rongeur adulte.

Dans les deux à trois jours suivant l'injection d'un gel spécial dans le sang d'une souris de laboratoire, son cerveau (C), ses reins (flèche noire en B), son cœur, ses poumons et ses intestins deviennent transparents. Le reste du corps (vue dorsale en A, vue ventrale en B) atteint le même état au bout de quinze jours. © Yang et al., Cell

Le procédé facilitera les travaux de recherche subcellulaire

La méthode repose sur un gel aqueux contenant des détergents permettant d'éliminer rapidement les lipides, c'est-à-dire les molécules de graisse. Ces dernières lessivées, la lumière peut alors traverser les tissus et rendre tous les organes visibles après deux semaines. Pour ne pas endommager le corps de l'animal, le mélange est injecté par voie sanguine, une fois le Muridé euthanasié.

Une technique complémentaire de stockage et d'imagerie d’échantillons de tissu offre la possibilité d'examiner les connexions intercellulaires, les structures de cellules et les molécules qu'elles contiennent, tout en recourant à des techniques standards de génétique et de biologie moléculaire, garantissent les auteurs.

Le procédé permet de rendre visibles, au sein de leur organe et sans endommager leur interconnexion, des cellules nerveuses ou des vaisseaux sanguins, comme ici, dans ces images agrandies du cortex et de l'hippocampe du cerveau, et de simplifier leur étude in situ. © Yang et al., Cell
Le procédé permet de rendre visibles, au sein de leur organe et sans endommager leur interconnexion, des cellules nerveuses ou des vaisseaux sanguins, comme ici, dans ces images agrandies du cortex et de l'hippocampe du cerveau, et de simplifier leur étude in situ. © Yang et al.Cell

Selon eux, ces protocoles simples qui emploient des réactifs et des équipements disponibles et rentables faciliteront les recherches à l’échelle subcellulaire de grands échantillons de tissu organique.