_{Cerveau de rat marqué : Hoechst 405, CPCA-GFAP 488, FOX3/NeuN 594, RPCA-Iba1 647 et anti-NF-H conjugué 750 .}

La biologie spatiale a transformé la recherche biomédicale en permettant des études quantitatives et spatiales détaillées de chaque cellule dans un tissu. Contrairement aux méthodes de séquençage traditionnelles qui analysent les cellules séparément, la biologie spatiale intègre des approches multiomiques, comme la transcriptomique, la protéomique et la métabolomique spatiales, ainsi que des techniques avancées d’imagerie pour préserver l’architecture des tissus.

Ces innovations apportent une compréhension approfondie des interactions entre les cellules, de la pathologie et de l’hétérogénéité des tissus. L’intégration de la multiomique et de l’imagerie spatiale a permis des avancées importantes en oncologie, en neurosciences et en immunologie, en permettant l’identification de nouveaux biomarqueurs, la caractérisation de micro-environnements complexes et le suivi de l’évolution des maladies.

Avec les progrès technologiques, on s’attend à ce que la biologie spatiale joue un rôle central dans l’amélioration de la médecine de précision, avec de meilleurs diagnostics et une plus grande personnalisation des interventions thérapeutiques.

Nous nous sommes entretenus avec le Dr Laura Lleras, une de nos collaboratrices, pour en savoir plus sur le rôle de l’imagerie avancée dans la biologie spatiale. Continuez à lire pour découvrir en quoi les outils d’imagerie à haut débit façonnent le futur dans ce domaine pour la recherche, la découverte de médicaments et les applications cliniques.

Rebecca : Aujourd’hui, nous allons explorer la biologie spatiale, un domaine qui révolutionne notre compréhension des maladies à l’échelle cellulaire. Nous allons explorer le rôle central des technologies d’imagerie à haut débit, par exemple le scanner de lames SLIDEVIEW^™ VS200, dans cette transformation. Nous sommes aux côtés du Dr Laura Lleras, l’une des directrices du marketing produit au sein d’Evident. Dr Lleras, bonjour ! Commençons par la vue d’ensemble : qu’est-ce que la biologie spatiale, et pourquoi est-elle si révolutionnaire ?

Dr Lleras : Merci ! Je suis heureuse de parler de la biologie spatiale, l’une des percées les plus récentes et fascinantes en sciences de la vie. Pendant des décennies, la biologie moléculaire et cellulaire s’est concentrée sur l’analyse des cellules séparément, en étudiant un gène ou une protéine à la fois sans prendre en compte leur organisation spatiale dans les tissus. Cette approche a permis des découvertes majeures, mais ignore un aspect fondamental de la biologie : l’endroit où les choses se passent a autant d’importance que ces choses elles-mêmes.

C’est là que la biologie spatiale entre en jeu. Elle permet aux chercheurs de visualiser et d’analyser les biomolécules dans leurs environnements tissulaires d’origine en préservant le contexte positionnel des cellules. C’est particulièrement important dans des maladies comme le cancer, les maladies neurodégénératives, les maladies métaboliques, les maladies cardiovasculaires et les maladies auto-immunes ; les interactions intercellulaires et l’architecture tissulaire y jouant un rôle fondamental dans la progression de la maladie. Cela a également une importance pour la régénération ; voyez par exemple la publication de Van Beijnum et al. en 2023¹, qui décrit comment l’utilisation de la transcriptomique spatiale permet de localiser dans le temps et l’espace les processus de régénération.

Avec la biologie spatiale, nous pouvons maintenant cartographier l’expression génique, l’activité des protéines et les interactions cellulaires avec une grande précision, ce qui aide les chercheurs et les cliniciens à découvrir de nouveaux biomarqueurs, à prédire l’évolution de la maladie et à développer de nouveaux traitements ciblés.

_{Rate de souris. Échantillon gracieusement fourni par Kromnigon. Image prise avec le scanner de lames SLIDEVIEW VS200 avec le jeu de filtres SpectraSplit 7 (Komnigon) et une source lumineuse Novem (Excelitas). Auteur : Eric Stellamans.}

Le rôle de l’imagerie dans la biologie spatiale

Rebecca : C’est fascinant ! Mais comment l’imagerie participe-t-elle à la biologie spatiale ?

Dr Lleras : L’imagerie est l’épine dorsale de la biologie spatiale. Sans technologies d’imagerie avancée, nous ne serions pas en mesure d’obtenir les cartes spatiales en haute résolution nécessaires à l’analyse de l’organisation tissulaire au niveau moléculaire.

Les techniques moléculaires traditionnelles, par exemple le séquençage de l’ARN ou le westernblot, fournissent des informations sur l’expression génique et protéique, mais perdent tout contexte spatial.

Les technologies d’imagerie nous permettent au contraire de :

• visualiser les interactions moléculaires dans des tissus intacts,
• préserver les relations et micro-environnements cellulaires,
• générer des images multiplexées, qui révèlent les interactions entre de multiples biomarqueurs dans un même échantillon.

Les défis de l’imagerie à haut débit pour la biologie spatiale

Rebecca : Quels sont les principaux défis pour l’imagerie dans la biologie spatiale, en particulier dans des applications à haut débit ?

Dr Lleras : Bonne question. Quels que soient les atouts de la biologie spatiale, elle s’accompagne de défis importants dans l’acquisition, le traitement et l’analyse des données.

Principaux défis :

1. Les volumes massifs de données : l’imagerie spatiale en haute résolution génère des téraoctets de données à chaque expérience, ce qui requiert des infrastructures de stockage et de calcul avancées.
2. La standardisation et la répétabilité  : les conditions d’imagerie peuvent varier d’un laboratoire à l’autre, ce qui rend difficile la comparaison des résultats. L’imagerie automatisée basée sur l’IA peut permettre d’y faire face.
3. Le compromis entre vitesse et résolution : les chercheurs ont besoin d’une imagerie rapide pour des études à grande échelle sans compromettre la qualité des images.
4. L’analyse des données : des collaborations avec des bioinformaticiens doivent être établies pour analyser ou automatiser l’analyse des ensembles de données importants générés par les systèmes d’imagerie. C’est là que les solutions d’imagerie à haut débit comme le scanner de lames VS200 changent la donne.

_{Scanner universel d’imagerie de lames entières SLIDEVIEW VS200}

Comment le VS200 optimise l’imagerie pour la biologie spatiale

Rebecca : Le scanner de lames SLIDEVIEW VS200 est de plus en plus utilisé dans la recherche en biologie spatiale. Qu’est-ce qui le rend si efficace dans ce domaine ?

Dr Lleras : Le scanner de lames VS200 est conçu pour répondre à la demande en matière de biologie spatiale à haut débit en combinant vitesse, qualité et automatisation.

Principaux avantages du VS200 :

• Une imagerie à grande vitesse et haut débit  : le système peut acquérir des images d’un tissu entier via de multiples canaux avec un grossissement de 20X en quelques minutes. De plus, il peut numériser jusqu’à 210 lames en une seule fois, ce qui le rend idéal pour les études à grande échelle.
• Une grande facilité d’utilisation conçue pour tous les niveaux d’expérience  : le système est équipé d’un logiciel intuitif avec des procédures de numérisation hautement automatisées. Il offre de surcroît différentes options pour répondre à des besoins particuliers en matière d’imagerie.
• Un mode de numérisation multiplexe  : le système peut aligner les signaux de fluorescence captés par plusieurs canaux lors de différentes itérations d’imagerie avec un canal de référence, ce qui permet une colocalisation précise des biomarqueurs.
• Une intégration simple des données : il prend en charge de multiples formats utilisables avec une large gamme d’outils d’analyse.

_{Image d’un tissu pulmonaire prise avec un scanner de lames VS200 avec un grossissement de 20X. L’échantillon a été marqué avec le kit Ultivue PD-L1 multiplex, avec les marqueurs suivants : DAPI (contre-coloration nucléaire), FITC (CD8), TRITC (CD68), Cy5 (PD-L1) et Cy7 (panCK). Données d’images reproduites avec l’aimable autorisation de Ultivue, Inc.}

Le futur de la biologie spatiale dans la recherche et la médecine

Rebecca : Quelle sera l’évolution de la biologie spatiale dans les prochaines années selon vous ?

Dr Lleras : Jusque-là principalement utilisée pour la recherche, la biologie spatiale est rapidement adoptée pour les applications cliniques. Bien qu’elle soit actuellement utilisée dans les laboratoires de recherche et le développement de médicaments, nous voyons déjà les premiers signes d’une adoption dans un cadre clinique.

Le futur de la biologie spatiale inclut les domaines suivants :

• Le diagnostic clinique : les données spatiales feront bientôt partie de la routine dans le diagnostic du cancer et la médecin de précision. Cela favorisera des traitements plus ciblés et efficaces.
• L’analyse basée sur l’IA  : des algorithmes à autoapprentissage vont automatiser la détection des biomarqueurs pour une classification plus rapide et précise des maladies.
• L’intégration multiomique : elle combinera la transcriptomique, la protéomique et la métabolomique spatiales pour une approche complète des mécanismes de la maladie.

À mesure que la biologie spatiale évolue, des outils comme le scanner de lames SLIDEVIEW VS200 joueront un rôle fondamental pour transformer des données d’imagerie complexes en informations exploitables.

Regardez notre webinaire sur L’étude de la dissémination tumorale par la transcriptomique spatiale afin de découvrir un exemple d’utilisation de la transcriptomique spatiale et du scanner de lames SLIDEVIEW VS200 par le Dr Amin El-Heliebi pour comprendre la mécanique métastatique dans le cancer du côlon.

Rebecca : Dr Lleras, c’était extrêmement intéressant. Merci d’avoir partagé votre expertise sur la biologie spatiale et l’imagerie !

Dr Lleras : C’est moi qui vous remercie ! J’ai hâte de découvrir comment la biologie spatiale continuera à transformer la recherche biomédicale et la médecine dans les années à venir.

Conclusions importantes

• La biologie spatiale transforme les sciences de la vie en révélant les interactions intercellulaires dans les tissus.
• Une imagerie avancée est essentielle pour obtenir des images des relations spatiales au niveau moléculaire.
• Les solutions d’imagerie à haut débit comme le scanner de lames SLIDEVIEW VS200 optimisent la vitesse, la précision et l’automatisation dans la recherche en biologie spatiale.
• L’avenir est radieux ! La biologie spatiale sera bientôt intégrée aux processus cliniques pour améliorer le diagnostic et la médecine personnalisée.

Vous voulez en savoir plus sur notre scanner de lames le plus avancé ? Visitez notre page SLIDEVIEW VS200 et demandez une démonstration pour le voir en action.

À propos de la personne interviewée

Dr Laura Lleras Forero

Directrice marketing produit, Recherche en sciences de la vie, EMEA

Le Dr Laura Lleras Forero, directrice marketing produit chevronnée pour la région EMEA chez Evident, possède une formation universitaire approfondie en biologie et un doctorat du King’s College London. Forte de plus de 10 ans d’expérience professionnelle, elle travaille chez Evident depuis 2021, où elle joue un rôle essentiel dans la valorisation des solutions avancées de microscopie pour la culture cellulaire, notamment le scanner de lames SLIDEVIEW™ VS200 et le microscope à fluorescence de paillasse APEXVIEW™ APX100.

Références

1. Van Beijnum, H., et al. 2023. "Spatial Transcriptomics Reveals Asymmetric Cellular Responses to Injury in the Regenerating Spiny Mouse (Acomys) Ear." Genome Research 33: 1424–1437.