En 2021, une technologie développée à l’Université du Michigan, appelée Seq-Scope, a révolutionné la capacité de cartographier l’activité des gènes dans les tissus intacts à une résolution microscopique, permettant aux chercheurs de mesurer toutes les molécules d’ARNm exprimées et de déterminer précisément où elles se trouvent dans le tissu, à l’aide d’un séquenceur Illumina.
L'équipe derrière la méthode Seq-Scope, dirigée par Jun Hee Lee, Ph.D., a récemment poussé la technologie encore plus loin.
Leurs conclusions sont décrites dans Communications naturelles.
« Nous nous sommes demandés ce que nous pourrions voir si nous avions une résolution encore meilleure », a déclaré Lee, professeur de physiologie moléculaire et intégrative à la faculté de médecine de l'UM.
« Mais nous avons réalisé que c'était physiquement impossible. »
Pourquoi?
La préparation d'une lame de tissu à lire par un séquenceur Illumina implique la diffusion de molécules du tissu vers le réseau qui est finalement lu par le séquenceur.
Cette diffusion est limitée à environ un micron.
Pour dépasser cette barrière, l'équipe de Lee a agrandi proportionnellement les tissus en question, en les incorporant dans de l'hydrogel puis en les infusant d'eau pour qu'ils se développent.
La stratégie d'expansion a été conçue pour la première fois par Angelo Anacleto, étudiant diplômé de Lee, qui a incorporé des méthodes d'expansion chimique des tissus dans Seq-Scope en collaboration avec Hee-Sun Han, Ph.D., professeur de chimie à l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign.
Nous avons agrandi le tissu puis l’avons analysé à l’aide de notre méthodologie SeqScope. Et nous avons pu montrer qu’il s’agit bien d’une capture précise et exacte du transcriptome du tissu. »
Jun Hee Lee, Ph.D., professeur de physiologie moléculaire et intégrative, faculté de médecine de l'UM
En utilisant leur méthode bien nommée Seq-Scope-eXpanded, ou Seq-Scope-X, leur a permis de voir avec une résolution encore plus grande la délimitation entre les cellules et même les transcriptions de différentes structures au sein des cellules, comme le noyau et le cytoplasme.
Les méthodes informatiques développées par Hyun Min Kang, Ph.D., professeur de biostatistique à l'UM School of Public Health, ont permis à l'équipe d'identifier les différences entre les ARNm transcrits dans le noyau et le cytoplasme des cellules hépatiques.
Lee affirme que l'outil pourrait être utilisé pour faire des découvertes qui n'étaient pas possibles avec les méthodes précédentes.
« Nous avons en quelque sorte repoussé cette limite d'un autre ordre de grandeur afin de pouvoir obtenir des informations plus riches. Cette technologie évolue vraiment rapidement, avec une résolution environ quatre fois supérieure chaque année depuis près d'une décennie. Nous sommes heureux que l'Université du Michigan soit à un point d'inflexion majeur. «
