Les protéines fluorescentes ont révolutionné la science, permettant aux chercheurs de marquer et de visualiser des molécules individuelles dans des cellules, des tissus et des animaux vivants. À l’aide de ces outils, les chercheurs ont observé les virus infecter les cellules en temps réel, observé la collecte de déchets cellulaires et suivi les signaux qui stimulent la croissance tumorale.
Les scientifiques de Salk et les collaborateurs du Albert Einstein College of Medicine ont fait progresser cette technologie de visualisation. La nouvelle technologie, appelée nanocorps fluorescents stabilisables par antigène à spectre visible (VIS-Fbs), a été validée dans plusieurs types de cellules de mammifères et constitue un outil puissant pour un large éventail d'applications de recherche en sciences de la vie.
L'étude a été publiée dans Méthodes naturelles le 22 avril 2026.
« Ce travail établit une plate-forme polyvalente pour l'imagerie de protéines avec une spécificité élevée et un arrière-plan minimal », déclare l'auteur co-correspondant Axel Nimmerjahn, PhD, professeur et titulaire de la chaire Françoise Gilot-Salk à Salk. « Cela ouvre de nouvelles opportunités pour étudier comment les processus moléculaires et cellulaires se déroulent en temps réel dans divers systèmes biologiques. »
Comment la technologie actuelle d’imagerie cellulaire peut-elle être optimisée ?
L’innovation a commencé avec de minuscules fragments de protéines appelés nanocorps, qui peuvent être conçus pour se lier à des cibles protéiques spécifiques dans les cellules vivantes. Lorsqu’elles sont fusionnées à des protéines fluorescentes, ces sondes basées sur des nanocorps peuvent révéler où se trouvent les protéines cibles et comment elles se comportent. Cependant, les versions conventionnelles peuvent toujours générer un signal même lorsqu’elles ne sont pas liées, créant ainsi une fluorescence de fond qui peut obscurcir les détails les plus fins.
L'équipe Salk et Einstein a conçu un nouveau type de sonde qui conserve le pouvoir de ciblage des nanocorps tout en réduisant considérablement la fluorescence de fond. Les VIS-Fbs ne deviennent stables et fluorescents que lorsqu'ils sont liés à leur cible prévue. Cette fluorescence dépendante de la liaison (« à la demande ») réduit le bruit de fond jusqu'à environ cent fois, permettant une visualisation beaucoup plus précise de l'emplacement et de la dynamique des protéines.
De plus, les chercheurs ont développé plusieurs versions de cette nouvelle sonde qui émettent une fluorescence sur presque tout le spectre visible, du bleu au rouge lointain. Avec autant d’options de couleurs, plusieurs cibles cellulaires peuvent être suivies simultanément. Certaines variantes de VIS-Fb peuvent également être activées et désactivées avec la lumière, permettant ainsi de suivre le comportement des protéines au fil du temps avec une grande précision spatiale et temporelle. Les chercheurs ont également établi un cadre de conception modulaire, permettant une adaptation rapide des sondes VIS-Fb à différentes cibles et lectures fonctionnelles.
Qu’étudient les scientifiques avec des sondes lumineuses ?
La nouvelle technologie permettra aux scientifiques d’obtenir des informations plus précises et plus rapides sur l’activité cellulaire, même dans des environnements complexes comme les tissus cérébraux vivants. Les chercheurs ont démontré les capacités de VIS-Fbs sur une gamme de modèles vivants.
Dans les modèles murins, les sondes VIS-Fb ont permis un marquage sélectif et une imagerie ratiométrique de l'activité calcique dans les neurones et les astrocytes au cours du comportement. Chez le poisson zèbre, la technologie a permis de suivre en temps réel les changements dynamiques au cours du développement précoce et en réponse aux médicaments qui modifient les voies de signalisation.
« Nos résultats montrent que cette plate-forme d'imagerie offre une vision beaucoup plus claire et précise du comportement des protéines à l'intérieur des systèmes vivants », explique l'auteur co-correspondant de l'étude Vladislav Verkhusha, PhD, professeur et codirecteur du Gruss Lipper Biophotonics Center de l'Albert Einstein College of Medicine. « Cela ouvre la porte à l'étude de processus biologiques complexes, tels que la signalisation cellulaire, le développement et la progression de la maladie, de nouvelles manières. »
Autres auteurs et financement
D'autres auteurs incluent Erin Carey de Salk ; Natalia Barykina, Juliana Mendonça-Gomes et Sofia de Oliveira du Collège de médecine Albert Einstein ; et Olena Oliinyk de l'Université d'Helsinki.
Cette étude a été financée par les National Institutes of Health (GM122567, NS123719, GM147416), la Fondation Jane et Aatos Erkko, le Conseil finlandais de la recherche, la Fondation finlandaise contre le cancer, la Fondation Chan Zuckerberg Initiative, la Fondation NOMIS (Initiative de neuroimmunologie de Salk) et la Fondation de recherche Edwards-Yeckel.
