Visualisation des organes en 3D
Cartographie à haute résolution de l'activité enzymatique dans les tissus
Il est désormais possible d'obtenir des images tridimensionnelles à haute résolution de l'activité enzymatique dans des échantillons de tissus ou des organes entiers, grâce à des molécules sondes qui ancrent des colorants fluorescents dans les tissus lorsqu'ils sont activés par des enzymes. L'organe cartographié est rendu transparent par un processus de clarification. Comme le rapporte une équipe japonaise dans la revue Angewandte Chemie, cela a permis de visualiser les différences d'activité de l'aminopeptidase N et les effets des inhibiteurs dans les reins de souris.
(c) Wiley-VCH
Les enzymes jouent un rôle crucial dans la régulation des fonctions physiologiques et une activité enzymatique anormale est liée à diverses conditions pathologiques. L'activité enzymatique varie d'un organe à l'autre, ainsi qu'au sein de différentes régions d'un même organe. Il serait donc intéressant d'obtenir une imagerie précise de l'activité enzymatique dans les tissus avec une résolution spatiale détaillée. Malheureusement, les techniques appropriées font défaut. L'imagerie de l'activité enzymatique est principalement réalisée à l'aide de sondes fluorescentes. Cependant, la lumière fluorescente pénètre à peine dans les tissus, de sorte que les échantillons de grande taille, comme les organes entiers, ne peuvent pas être cartographiés en 3D. Un processus connu sous le nom de "clearing" pourrait y remédier. La clarification est un processus traditionnel par lequel les échantillons de tissus sont rendus hautement transparents à l'aide de différents solvants et réactifs, tout en conservant leur structure. Cependant, au cours de ce lavage intensif, de petites molécules telles que les sondes fluorescentes sont également éliminées du tissu.
Une équipe dirigée par Shinsuke Sando, de l'université de Tokyo, a mis au point une nouvelle méthode d'imagerie de l'activité d'une enzyme en 3D à haute résolution dans des organes entiers et nettoyés. Ils ont choisi comme exemple l'aminopeptidase N (APN), une enzyme qui sépare les peptides et joue un rôle important dans divers processus physiologiques ainsi que dans le développement des tumeurs. Leur succès est dû à une molécule sonde spécialement développée qui se compose d'un colorant fluorescent (BODIPY), d'une "unité d'ancrage" et d'un groupe d'acide aminé (alanine).
En l'absence d'APN actif, la sonde reste inchangée et est éliminée par rinçage au cours du processus de clarification des tissus. Dans les régions de l'organe où l'APN est actif, l'enzyme sépare le groupe d'acides aminés de la sonde, activant ainsi l'unité d'ancrage. Celle-ci s'attache aux protéines de la zone immédiate et ancre solidement la sonde fluorescente à la structure du tissu environnant, de sorte qu'elle n'est pas éliminée par le lavage. Cela a permis à l'équipe d'obtenir des cartes 3D à haute résolution de l'activité de l'APN par microscopie à fluorescence dans des reins entiers de souris. Les chercheurs ont même pu visualiser les différences d'activité APN dans les structures tubulaires individuelles à l'intérieur des reins.
L'équipe a également étudié les effets des inhibiteurs de l'APN. Ils ont observé des schémas différents dans la suppression de la fluorescence entre l'agent antitumoral expérimental, l'actinonine, et un autre inhibiteur de l'APN. Ces différences peuvent résulter de différences d'absorption, de métabolisme et/ou de pharmacocinétique. La nouvelle technologie d'imagerie ouvre la voie à une méthode d'évaluation impartiale pour le développement de médicaments qui ne néglige pas les phénomènes minuscules qui se produisent au niveau cellulaire dans des organes entiers.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Bo Yi, Hiroyuki Yatabe, Daichi M. Sakamoto, Iori Tamura, Yutaro Saito, Naoki Yamada, Ruki Ashikaga, Masafumi Kuroda, Shimpei I. Kubota, Kazuki Tainaka, Shinsuke Sando; "Imaging Heterogeneous Patterns of Aminopeptidase N Activity in Hierarchical Tissue Structures Through High‐Resolution Whole‐Organ 3D Mapping"; Angewandte Chemie International Edition, 2025-4-14
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