Visualisation du sort des cellules après une thérapie cellulaire
L'intérêt grandissant pour la thérapie cellulaire s'est trouvé renforcé par les travaux montrant que les cellules transplantées pouvaient être utilisés dans un but de régénération tissulaire, en tant que médicament actif ou comme transport d'autres composés. Si l'on veut comprendre les mécanismes responsables de leur activité, il est essentiel, quel que soit leur application finale, de transférer efficacement ces cellules vers l'organe cible et pouvoir suivre leur sort. L'imagerie par résonnance magnétique (IRM), malgré sa grande puissance diagnostique et de recherche, n'est pas suffisamment sensible pour pouvoir suivre ces cellules. Pour répondre à cette question, l'UE a financé le projet ENCITE («European network for cell imaging and tracking expertise») afin d'améliorer les méthodes actuelles ou en développer de nouvelles en se basant sur la résonnance magnétique (RM) et l'imagerie optique pour suivre le parcours des cellules. À terme, l'objectif des partenaires de ce projet était d'amener ces techniques au niveau clinique afin de les utiliser dans le traitement de pathologies comme l'AVC (accident vasculaire cérébral), les maladies cardiovasculaires et musculo-squelettiques ainsi que pour le traitement du diabète et du cancer. L'un des objectifs des chercheurs a d'abord consisté à augmenter le nombre de gènes rapporteurs disponibles pour l'IRM et développer des méthodes d'imagerie non invasives permettant la détection de processus comme la migration, la prolifération ou la mort cellulaire. Ils voulaient générer de nouveaux réactifs comme par exemple, des nanoparticules d'oxyde de fer, des complexes métalliques paramagnétiques ou des molécules contenant du fluor, afin d'améliorer la sensibilité et la spécificité du marquage cellulaire. Un nouvel agent marqueur à base de gadolinium a ainsi montré une augmentation impressionnante de la sensibilité comparée aux réactifs commerciaux (plus de sept fois). Les chercheurs ont également développé de nouvelles techniques de marquage cellulaire comme l'internalisation photochimique (PCI, pour photochemical internalisation) qui présente l'avantage de ne presque pas interférer avec la migration et les propriétés fonctionnelles des cellules. Ils ont également réussi à formuler de nouveaux protocoles d'imagerie non-linéaire permettant la détection de la structure et de la fonction par spectroscopie multiphotonique. La lumière excitée par les fibres de collagène et les faisceaux d'actomyosine (microscopie par génération de second harmonique) est combinée avec la lumière de troisième harmonique provenant des adipocytes, des voies nerveuses, des érythrocytes ou des fibres de collagène et a été détectée par microscopie à multiples photons. Pour la première fois, les chercheurs d'ENCITE ont réussi à cartographier les voies d'invasion des cellules cancéreuses lors de la formation des métastases. La validation préclinique de ces méthodes d'imagerie imposera la génération d'outils qui faciliteront le suivi de la migration, de l'intégration, de l'état fonctionnel et de la différenciation des cellules souches transplantées. Le marquage des îlots pancréatiques par des nanoparticules super-magnétiques d'oxydes de fer a permis l'imagerie par résonnance magnétique de ces cellules dans un modèle animal et démontré le potentiel de cette technique pour les patients souffrant d'un diabète de type 1. Les outils développés par les partenaires du projet ENCITE pourront être utilisés pour suivre toute amélioration post-thérapeutique possible y compris celle de la fonction de l'organe ciblé. D'autres applications sont envisageables comme par exemple, le suivi de la réponse immunitaire après immunothérapie du cancer de la prostate.
