Pour aller plus loin sur le sujet, je vous propose de nous attarder quelques instants sur les moyens d’investigation à la disposition des chercheurs.
Analyse phénotypique à l’aide de marqueurs
Anticorps monoclonaux et fluorescence
Depuis 1975, on sait fabriquer des anticorps monoclonaux, c’est à dire des protéines qui savent reconnaître une molécule spécifique et se fixer à sa surface.
On modifie ces anticorps monoclonaux pour les rendre visibles en les couplant à une substance fluorescence qui, soumise à un flux lumineux, émet une lumière de longueur spécifique qu’on peut ensuite observer au microscope ou à l’aide d’autres appareils plus sophistiqués.
On utilise ce principe en immunologie pour identifier et visualiser les cellules immunitaires comme les lymphocytes par exemple.
Cytométrie en flux
Dans l’exemple illustré ci-dessous, un anticorps reconnaissant la classe CD4 des Lymphocytes T émet une lumière verte tandis qu’un autre anticorps en reconnaissant la classe CD8 émet une lumière rouge.
En faisant passer l’échantillon de molécules à tester dans l’appareil de cytométrie en flux, on distingue clairement les Lymphocytes T CD4 (lumière verte), les CD8 (lumière rouge), les immatures (lumière verte et rouge) et les autres molécules qui, elles, n’émettent aucune lumière.
La limite de la technique, comme on peut le voir sur cette seconde image, est la bande passante des protéines et leurs zones de chevauchement.
Le filtrage nécessaire limite à quelques unes les molécules que l’on peut étudier simultanément.
Déconvolution spectrale
Il s’agit d’une évolution du système précédent qui permet d’utiliser toute la bande passante et permet d’augmenter à plusieurs dizaines le nombre de molécules que l’on peut étudier simultanément.
Cytométrie de masse
Dans cette méthode beaucoup plus complexe et coûteuse, on couple les anticorps, non plus avec des substance fluorescentes, mais avec des métaux lourds. L’identification des différentes molécules se fait par spectométrie de masse.
Comme on peut utiliser plusieurs métaux (une dizaine) et que l’on peut les combiner entre eux pour effectuer le marquage des anticorps, on arrive à étudier avec cette méthode jusqu’à 120 paramètres à la fois !
Imagerie in vivo et microscopie bi-photonique
La microscopie bi-photonique consiste à éclairer les tissus que l’on cherche à observer avec deux photons à faible énergie ce qui permet d’en observer l’intérieur pendant des périodes assez longues avant leur destruction (de l’ordre d’une à deux heures).
Avec cette technique on peut donc de réaliser des vidéos visualisant l’évolution dans le temps de cellules marquées par des anticorps fluorescents.
Dans l’exemple illustré ci-dessous on observe un ganglion lymphatique d’une souris, zone dans laquelle débute les réactions immunitaires, juste après l’infection par un antigène.
On distingue très bien l’évolution des lymphocytes T marqués en vert et des antigènes marqués en rouge. Totalement dispersés dans la première image, ils se regroupent progressivement au fur et à mesure de la reconnaissance des antigènes par les lymphocytes T.
Analyse génotypique et Big Data
Comme nous l’avons vu dans la conclusion de la vidéo, au-delà de l’étude fonctionnelle de la réponse immunitaire, les recherches en immunologie s’orientent de plus en plus vers la génétique, en particulier pour essayer de comprendre cette immense inégalité entre nous face aux réactions immunitaires.
Par exemple, comprendre la variabilité des réactions de tel ou tel génotype par rapport à tel ou tel vaccin permettrait de créer des vaccins spécialisés en fonction des divers génotypes.
Les premiers vaccins à ARN messagers sont probablement la première application concrète de ces travaux de recherches mêlant génétique et immunologie.
Les progrès en Intelligence Artificielle permettent d’espérer des avancées spectaculaires dans les prochaines années mais le chemin reste encore long avant d’établir des relations