M1 et M2 sont des macrophages activés qui protègent notre système immunitaire et maintiennent l’homéostasie. Fait intéressant, ils sont caractérisés par des phénotypes distincts et opposés. Les macrophages M1 sont connus pour leurs propriétés bactéricides et tumoricides en sécrétant des cytokines pro-inflammatoires, tandis que les macrophages M2 facilitent les réponses immunosuppressives et aident à la progression du cancer. En tant que tel, la reprogrammation des macrophages du phénotype M2 au phénotype M1 a été considérée comme un intérêt significatif dans la perspective de méthodes potentielles de traitement du cancer. Bien qu’il ait été difficile de faire la distinction entre M1 et M2 vivants à l’aide de molécules fluorescentes jusqu’à présent, une équipe de recherche de POSTECH a développé une nouvelle sonde, colorant sélectivement M2 sur M1 pour la première fois.
Le travail de l’équipe, composée du professeur Young-Tae Chang (Département de chimie), du professeur Nam-Young Kang (Département d’ingénierie informatique de convergence), du professeur Haw-Young Kwon, Heewon Cho et Sun Hyeok Lee du Département de biosciences interdisciplinaires & Bioengineering à POSTECH, a développé la première sonde sélective M2 CDg18 avec un nouveau mécanisme. Les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans le Journal de l’American Chemical Societyl’une des revues les plus renommées dans le domaine de la chimie.
Les sondes fluorescentes sont des composés chimiques capables d’émettre de la lumière lors de la reconnaissance d’ions ou de matériaux spécifiques. La discrimination des cellules humaines vivantes est importante, non seulement pour le diagnostic clinique, mais aussi pour la recherche de stratégies de traitement efficaces contre les infections ou les états inflammatoires.
Les macrophages sont des cellules immunitaires spécialisées, présentant une plasticité remarquable en réponse aux stimuli environnementaux. Les macrophages activés sont généralement classés en deux sous-ensembles différents, M1 et M2. Les macrophages M1 ont des fonctions agressives contre les envahisseurs tels que les bactéries et les tumeurs, tandis que les macrophages M2 sont des cellules anti-inflammatoires, qui favorisent l’immunité tumorale.
Les macrophages associés aux tumeurs représentent un déterminant essentiel pour former le microenvironnement tumoral, qui est un exemple typique de cellules M2. Malgré l’importance évidente des macrophages M2, la surveillance en temps réel de M2 est restée un défi.
L’équipe a développé une nouvelle sonde M2, CDg18, en utilisant un mécanisme unique de Gating-Oriented Live-cell Distinction (GOLD) via le transporteur spécifique d’acides gras surexprimé dans M2. Pour démontrer le potentiel de CDg18, l’équipe a visualisé le déplacement phénotypique de M2 vers M1 en utilisant un analogue du resvératrol HS-1973 comme effecteur de reprogrammation.
L’utilisation simultanée de CDg18 et de la sonde M1, CDr17, a facilité la reprogrammation des macrophages à double couleur en temps réel, définie par la diminution du caractère M2 et l’émergence de marqueurs M1.
Le professeur Young-Tae Chang qui dirigeait l’équipe a expliqué : « La sonde M2 (et la sonde M1 précédemment développée) développées par l’équipe dans cette recherche permettent de suivre la distribution de M1 et M2 dans les tissus cancéreux ainsi que leurs évolutions dans le temps. » Il ajouta, « Cela représente une nouvelle approche technologique pour répondre aux limites existantes dans ce domaine. »
Cette étude a été parrainée par l’Institut des sciences fondamentales, le ministère des Sciences et des TIC et la Fondation Hyundai Motor Chung Mong-Koo.
