Profil de recherche – Les macrophages sont rouges, les plaquettes sont bleues...

Des chercheurs à l'Université de Calgary utilisent une nouvelle technologie de microscopie pour voir à l'intérieur des vaisseaux sanguins et observer directement le système immunitaire.

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Les chercheurs utilisaient depuis longtemps la microscopie comme outil pour étudier les plus petites entités vivantes, mais ils ne pouvaient généralement faire plus que regarder des cellules préservées sur des lames. Toutefois, de nouvelles avancées leur permettent aujourd'hui de voir les cellules sanguines et les bactéries en mouvement dans les vaisseaux sanguins. Ces progrès aident des scientifiques à l'Université de Calgary à révéler d'importants mystères du système immunitaire.

Une technologie appelée microscopie confocale par fluorescence à disque rotatif permet en effet d'observer, grossi 1 000 fois, ce qui se trouve à l'intérieur de vaisseaux sanguins vivants et actifs.

Armés de cette technologie, les chercheurs ont découvert que les neutrophiles, un type de globules blancs, jettent littéralement un filet pour attraper et tuer les bactéries. C'est ce qu'indique le Dr Paul Kubes, professeur de physiologie à l'Université de Calgary et directeur du Snyder Institute for Chronic Diseases.

« Lorsque des bactéries y sont présentes, les neutrophiles se déplacent rapidement vers des organes comme le foie ou les poumons, où les vaisseaux sanguins sont très étroits. Ils y éjecteront leur ADN, créant des filets collants qu'ils relâcheront dans la circulation sanguine pour essayer d'attraper les bactéries », dit le Dr Kubes.

« La microscopie traditionnelle n'aurait jamais pu révéler ce genre d'activité, ce qui montre que les outils utilisés changent le cours des choses », dit-il.

Le microscope à disque rotatif utilise de multiples rayons laser qui peuvent pénétrer la peau et les tissus sans danger. Différents types de cellules sont marqués avec un gène ou un composé qui réagit à une fréquence de lumière donnée. Lorsqu'un type précis de cellule qui a été marqué est frappé par une longueur d'onde de lumière déterminée, le marqueur luit d'une couleur unique.

« Nous pouvons avoir, par exemple, les neutrophiles en vert, les macrophages en rouge, les plaquettes en bleu et les bactéries en jaune », dit le Dr Kubes.

Selon lui, c'est un peu comme être au bord d'une rivière et voir clairement les poissons nager et pouvoir les identifier.

Il se concentre sur l'utilisation du microscope spécialisé pour étudier le système immunitaire. Ce travail est important parce que lorsque des infections se produisent et que des bactéries et des virus sont présents dans le sang, personne ne sait exactement comment les diverses cellules du système immunitaire luttent contre eux, ni même comment les cellules interagissent entre elles. Toutefois, les mystères commencent maintenant à être résolus.

Le groupe du Dr Kubes a découvert que non seulement les neutrophiles pouvaient piéger et tuer les bactéries avec leurs structures ressemblant à un filet, mais que ces « filets » permettaient aussi de capturer le VIH. Cette activité pourra-t-elle être améliorée pour venir en aide aux personnes atteintes du VIH? Impossible de le dire pour l'instant, mais cela pourrait être un axe de recherche intéressant.

Une grande partie du travail du Dr Kubes consiste à étudier la sepsie – maladie potentiellement mortelle où une infection bactérienne dans le sang provoque une réponse immunitaire de tout le corps. Une sepsie grave est la principale cause de décès chez les patients dans les services de soins intensifs.

« Il sera important de comprendre comment le système immunitaire éradique le sang de différents pathogènes afin d'apprendre des stratégies permettant de prévenir une situation de sepsie ou d'empoisonnement du sang où tous les organes sont infectés et où la mort s'ensuit », dit-il.

Les chercheurs travaillent aussi sur des versions très miniaturisées du microscope à disque rotatif, qu'ils placent au bout de bronchoscopes – sorte de tube inséré dans les voies aériennes pour examiner les poumons.

« Le bronchoscope est introduit dans les voies aériennes de ces patients pour essayer de voir la vascularisation », dit le Dr Kubes. Il a aussi été essayé chez une patiente qui avait des problèmes d'asthme constants et incontrôlables.

« Quand nous avons utilisé notre bronchoscope expérimental pour regarder les voies respiratoires de la patiente, nous avons vu une membrane qui se développait, mais qui n'était pas censée être là. Après l'ablation chirurgicale de cette membrane, la patiente se porte aujourd'hui parfaitement bien », dit-il.

C'est la preuve que cette technologie peut être utilisée en clinique aussi bien qu'en recherche.

« Nous pouvons avoir, par exemple, les neutrophiles en vert, les macrophages en rouge, les plaquettes en bleu et les bactéries en jaune. »
– Dr Paul Kubes, Université de Calgary