Microscopie de cellules vivantes à des niveaux d’oxygène définis

Les tests de criblage des médicaments fonctionnels ont gagné en pertinence sur le plan physiologique grâce à une configuration de microscopie spécialisée qui permet de manipuler les niveaux d’oxygène.Lorsque nous respirons, nous inhalons l’oxygène atmosphérique avant que celui-ci ne soit ensuite transporté par le sang vers le corps pour faciliter la production d’énergie. Les niveaux normaux d’oxygène dans les tissus oscillent entre 4 et 9 %, un pourcentage bien inférieur aux niveaux atmosphériques (21 %).

Des niveaux d’oxygène supérieurs (hyperoxie) ou inférieurs (hypoxie) au seuil normal peuvent être nuisible pour les cellules et les tissus. C’est notamment le cas de l’ischémie, qui est susceptible de provoquer une crise cardiaque ou de l’acidification des muscles pendant l’exercice. Les gros cancers solides sont aussi généralement hypoxiques en raison d’une mauvaise vascularisation, ce qui compromet grandement les chances de réussite du traitement.

Une nouvelle chambre de microscopie pour adapter les niveaux d’oxygène

Les essais cellulaires sont régulièrement utilisés dans les processus de découverte de médicaments, vitaux pour répondre aux besoins médicaux croissant de notre société. Ces études sont majoritairement réalisées à l’aide de méthodes de microscopie de cellules vivantes avec de puissants colorants rapporteurs fluorescents permettant de visualiser des signaux individuels dans des cellules vivantes en temps réel et à haute résolution. Elles sont toutefois menées dans des conditions d’oxygène ambiantes, considérées comme hyperoxiques pour les cellules.

Entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA), le projet MICROX proposait de mettre au point une chambre de microscopie étanche qui permettrait aux chercheurs de travailler à des niveaux d’oxygène définis de manière arbitraire. «Notre objectif était de reproduire les conditions in vivo des cellules et des tissus et d’améliorer la pertinence et la précision des essais cellulaires», explique Kees Jalink, coordinateur du projet.

Il s’est avéré assez difficile de créer des conditions hypoxiques pures sur un microscope tout en assurant un bon accès aux cellules de manière à pouvoir ajouter des hormones et des médicaments afin d’étudier les mécanismes de signalisation. La chambre de microscopie proposée a été mise au point et utilisée avec succès dans le cadre d’expériences de routine à différents niveaux d’oxygène. Cette configuration permet de modifier les conditions gazeuses (oxygène, azote, dioxyde de carbone) en quelques minutes, créant ainsi une hypoxie absolue avec des niveaux d’oxygène fiables inférieurs à 0,5 %. La configuration MICROX se montre clairement plus performante que les solutions disponibles dans le commerce...
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