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Des maladies du cerveau observées en temps réel

© 2016 EPFL

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Un outil novateur permet d’observer l’agrégation de protéines tout au long de la vie d’un ver. Il est désormais possible de suivre l’évolution de ces agrégats, liés notamment à l’apparition de certaines maladies neurodégénératives, en temps réel et de façon totalement automatisée. Un progrès rendu possible en isolant les vers dans de minuscules chambres microfluidiques développées à l’EPFL.

A louer : appartement de 32 chambres individuelles totalisant 4 cm2, chauffage et nourriture compris! Des biologistes et des spécialistes en microfluidique de l’EPFL ont mis en commun leurs compétences afin de développer un outil de travail particulièrement innovant: une «puce» de 2 cm par 2 comportant pas moins de 32 compartiments indépendants, pouvant chacun accueillir un ver nématode – animal très prisé par la recherche. Le dispositif est décrit dans un article du journal Molecular Neurodegeneration.

«Par rapport aux cultures traditionnelles en boîtes de Petri, cela permet de suivre l’évolution d’un seul individu plutôt que d’une population», explique Laurent Mouchiroud, du Laboratoire de physiologie des systèmes intégrés de l’EPFL.

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Chacune des «cellules» est alimentée par des canaux microfluidiques. Des concentrations variables de nutriments ou de molécules thérapeutiques peuvent donc y être introduites avec précision. En outre, la température ambiante est réglable.

Chaque ver peut ainsi être observé au microscope tout au long de son existence. Toutefois, pour des investigations encore plus détaillées et des images à très haute résolution, il est nécessaire que les vers puissent être immobilisés. «Nous utilisons pour cela une solution qui réagit à la température, explique Matteo Cornaglia, du Laboratoire de microsystèmes. Nous l’injectons sous forme liquide à 15°C, puis faisons monter la température à 25°C, ce qui a pour effet de la transformer en un gel. Le ver est paralysé quelques minutes. Puis nous faisons à nouveau baisser la température et rinçons la solution – le ver reprend alors ses mouvements.»

Les agrégats de protéines dans le viseur
Grâce à cette méthode, entièrement réversible et qui n’a pas d’influence sur le développement du nématode, les chercheurs ont pu s’intéresser à la formation des agrégats de protéines typiques de plusieurs maladies neurodégénératives comme Alzheimer, Parkinson ou Huntington. Le même ver peut être photographié à plusieurs reprises, tout au long du développement de ces plaques. «C’est totalement nouveau, et cela permettra d’en apprendre davantage non seulement sur l’évolution de ces agrégats, mais aussi sur les tissus où ils s’installent, poursuit Laurent Mouchiroud. En outre, nous avons d’ores et déjà pu tester et observer l’effet de certains médicaments sur la formation de ces plaques.»

Les vers nématodes constituent des modèles particulièrement précieux pour étudier de nombreuses maladies humaines. Dans bien des cas, cela permet d’éviter le recours à des expérimentations sur des rongeurs. Jusqu’ici, leur manipulation s’avérait toutefois particulièrement délicate. En la simplifiant, cette nouvelle technologie est donc à même d’accélérer la recherche sur de nombreuses affections et sur leur traitement.