Santé

Cartographier le microenvironnement d’une tumeur à l’aide d’une technique d’imagerie à la pointe du progrès

Kok Hao chen

Nationality Singaporean

Year of selection 2016

Institution Genome Institute of Singapore

Country Singapore

Risk Santé

Post-Doctoral Fellowship

2 years

130000 €

Les patients atteints de cancer présentent souvent des métastases dès le diagnostic, ce qui signifie que le cancer s’est propagé en dehors de son siège d’origine. Dès que ce processus complexe et encore largement mystérieux débute, le cancer devient bien plus difficile à traiter. « De nombreuses thérapies échouent, car nous ne comprenons pas encore très bien les mécanismes cellulaires qui interviennent dans l’évolution d’une tumeur », observe le Dr Kok Hao Chen. « Nous devons trouver le moyen de détecter et d’analyser la progression d’un cancer à un stade précoce ». « J’ai découvert auprès de mes collègues cliniciens qu’une tumeur est un tissu particulièrement hétérogène constitué de cellules cancéreuses, de cellules immunitaires, de cellules stromales (cellules du tissu adipeux) et de bien d’autres composants », explique-t-il. « Observer leur organisation spatiale et leurs interactions complexes est un véritable défi technique. Les techniques actuelles permettent de déterminer soit le profil ARN détaillé de chacune des cellules, soit l’organisation spatiale d’un nombre restreint de copies d’ARN, mais elles ne peuvent pas faire les deux à la fois. La technique MERFISH réussit cet exploit. C’est donc la méthode idéale pour répondre à cette question». Au cours de ses études de second cycle, le Dr Chen et ses collègues ont développé une technologie d’imagerie novatrice, dénommée MERFISH, capable de cartographier les fonctions des tissus au niveau cellulaire en analysant des milliers de molécules d’ARN à l’intérieur de cellules individuelles. Conscient de la nécessité de disposer d’une cartographie cellulaire détaillée du microenvironnement des tumeurs, le Dr Chen envisage d’appliquer la technique MERFISH à l’analyse d’échantillons de tumeurs dans le cadre de ses recherches post-doctorales.

« Pour l’instant, nous ne savons pratiquement rien de l’organisation spatiale du microenvironnement d’une tumeur, sauf que cela peut varier considérablement d’un patient à l’autre », précise le Dr Chen. « Nous n’avons pas une idée précise de la manière dont des cellules cancéreuses qui prolifèrent dans l’organisme interagissent avec les tissus environnants et comment les cellules de notre corps réagissent. Pouvoir analyser avec certitude l’état cellulaire d’une tumeur pourrait nous donner des indices critiques sur le comportement des cellules. » À l’aide de la technique MERFISH, le Dr Chen et son équipe visent à disséquer la nature et l’organisation des échanges qui interviennent au sein et autour de la tumeur.

Une technologie deux-en-un pour mettre en évidence les mécanismes de développement de la maladie

Au cours des deux années consacrées à ce projet, l’objectif du Dr Chen est d’adapter et d’optimiser la technique MERFISH pour l’étude d’échantillons cliniques de tumeurs. Une fois cette nouvelle technique établie et testée, l’équipe pourra l’utiliser pour comparer des profils d’expression génique à différents stades tumoraux et selon divers résultats thérapeutiques. Ils espèrent ainsi identifier des profils spatiaux qui permettent de mieux classifier les tumeurs, découvrir des biomarqueurs pour prévoir plus précisément l’efficacité des traitements existants ou ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques.
Grâce à une approche résolument multidisciplinaire, combinant la bio-informatique, l’imagerie, la biologie synthétique et l’oncologie clinique, le projet du Dr Chen contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes associés au développement des tumeurs et des métastases. En rendant possible la cartographie des cellules au niveau individuel, cette technique d’imagerie innovante pourrait également être étendue à de nombreuses autres maladies.