Les scientifiques peuvent distinguer les cellules saines et cancéreuses par la façon dont ils se déplacent

Des chercheurs de la Tokyo Metropolitan University ont découvert que le mouvement des cellules non marquées peut être utilisé pour dire s’ils sont cancéreux ou sains. Ils ont observé des cellules de fibrosarcome malignes et des fibroblastes sains sur un plat et ont constaté que le suivi et l’analyse de leurs chemins peuvent être utilisés pour les différencier avec jusqu’à 94% de précision.

Au-delà du diagnostic, leur technique peut également faire la lumière sur les fonctions liées à la motilité cellulaire, comme la guérison des tissus. Le document est publié dans la revue Plos un.

Alors que les scientifiques et les experts médicaux examinent les cellules au microscope depuis de nombreux siècles, la plupart des études et des diagnostics se concentrent sur leur forme, ce qu’ils contiennent et où différentes parties se trouvent à l’intérieur. Mais les cellules sont dynamiques, changent avec le temps et sont connues pour pouvoir se déplacer.

En suivant et en analysant avec précision leur mouvement, nous pouvons être en mesure de différencier les cellules qui ont des fonctions reposant sur la migration cellulaire. Un exemple important est les métastases du cancer, où la motilité des cellules cancéreuses leur permet de se propager.

Cependant, cela est plus facile à dire qu’à faire. D’une part, l’étude d’un petit sous-ensemble de cellules peut donner des résultats biaisés. Toute technique de diagnostic précise s’appuierait sur le suivi automatisé et à haut débit d’un nombre significatif de cellules.

De nombreuses méthodes se tournent ensuite vers le marquage fluorescent, ce qui rend les cellules beaucoup plus faciles à voir au microscope. Mais cette procédure d’étiquetage peut elle-même affecter leurs propriétés. L’objectif ultime est une méthode automatisée qui utilise la microscopie conventionnelle sans étiquette pour caractériser la motilité des cellules et montrer si les cellules sont saines ou non.

Maintenant, une équipe de chercheurs de Tokyo Metropolitan University dirigée par le professeur Hiromi Miyoshi a trouvé un moyen de suivre les cellules en utilisant la microscopie à contraste de phase, l’un des moyens les plus courants d’observer les cellules.

La microscopie à contraste de phase est entièrement sans étiquette, permettant aux cellules de se déplacer sur une boîte de Pétri plus près de leur état natal, et n’est pas affecté par les propriétés optiques des boîtes de Pétri en plastique à travers lesquelles les cellules sont imagées.

Grâce à une analyse d’image innovante, ils ont pu extraire les trajectoires de nombreuses cellules individuelles. Ils se sont concentrés sur les propriétés des chemins empruntés, comme la vitesse de migration, et comment les chemins étaient courbés, qui coderaient tous des différences subtiles de déformation et de mouvement.

En tant que test, ils ont comparé les cellules de fibroblastes saines, le composant clé du tissu animal et les cellules de fibrosarcome malignes, les cellules cancéreuses qui dérivent du tissu conjonctif fibreux. Ils ont pu montrer que les cellules ont migré de manière subtilement différente, comme caractérisé par la “somme des angles de virage” (à quel point les chemins étaient sinueux), la fréquence des virages peu profonds et la rapidité avec laquelle ils se sont déplacés.

En fait, en combinant à la fois la somme des angles de virage et la fréquence à laquelle ils ont fait des virages peu profonds, ils pouvaient prédire si une cellule était cancéreuse ou non avec une précision de 94%.

Le travail de l’équipe promet non seulement une nouvelle façon de discriminer les cellules cancéreuses, mais aussi des applications à la recherche de toute fonction biologique basée sur la motilité cellulaire, comme la guérison des blessures et la croissance des tissus.