Navigation – Plan du site
Événements

« Voir c’est croire» : imagerie in vitro et in vivo des processus infectieux

Philippe Sansonetti
p. 27-28

Résumé

Symposium organisé par le Pr Philippe Sansonetti, chaire de Microbiologie et maladies infectieuses, 27 avril 2009

Haut de page

Entrées d’index

Mots-clés :

microbiologie
Haut de page

Notes de la rédaction

Une version vidéo du colloque sera prochainement disponible sur le site Internet du Collège de France ainsi que sur le site CERIMES/ Canal U.

Texte intégral

De gauche à droite : Guy Tran Van Nhieu, Pr Philippe Sansonetti et Laurence Arbibe

1Les vingt-cinq dernières années ont vu exploser une nouvelle discipline : l’analyse génétique, moléculaire et cellulaire des processus infectieux, souvent appelée de manière un peu réductionniste la microbiologie cellulaire. En effet, le concept global, même si largement centré sur la biologie cellulaire, implique non seulement le déchiffrage du « dialogue moléculaire » qui s’établit entre pathogène et cellule cible, mais encore entre pathogène et composants cellulaires de systèmes intégrés comme une barrière épithéliale ou endothéliale à franchir, les éléments cellulaires de la réponse immunitaire innée et adaptative à éviter ou à réguler, l’intégralité d’un tissu ou d’un organe à subvertir. Dans ce domaine de recherche rapidement évolutif dont les enjeux sont essentiels pour la mise au point d’outils diagnostiques, thérapeutiques et prophylactiques innovants, l’imagerie a joué un rôle moteur essentiel. Bien souvent, l’observation préalable de phénomènes caractéristiques (phénotypes) d’un mode d’interaction pathogène-cellule en microscopie photonique ou électronique a précédé la découverte d’un nouveau phénomène biologique et a permis, non seulement de déclencher le processus d’analyse moléculaire, mais aussi de l’orienter. Cela a été le cas pour la découverte des mécanismes d’invasion des cellules, en particulier les mécanismes de mobilité intracytoplasmique de certaines bactéries (Shigella, Listeria) et virus (Vaccine). Donc « voir c’est croire », mais peut-être plus encore : « voir c’est trouver » ! Les premières découvertes en ces domaines ont été servies par des méthodes assez classiques comme la microscopie à épifluorescence et la microscopie électronique à transmission. Ce sont cependant les avancées technologiques majeures comme la microscopie à laser confocal qui ont permis les sauts quantiques indispensables aux ambitions de cette discipline. En éliminant le paramètre de diffusion de la fluorescence et en diminuant considérablement l’effet de bleaching de l’activité des fluorochromes, cette technique a apporté une définition et résolution des images jamais obtenue auparavant. Alors que la microbiologie devenait naturellement subcellaire, la microscopie à laser confocal et ses dérivés a non seulement accompagné, mais encore une fois souvent précédé les découvertes. Elle a été l’outil de base de l’étude des stratégies microbiennes de subversion des principaux compartiments cellulaires. Cette approche subcellulaire visant à une définition de plus en plus fine, proche de la molécule, des mécanismes d’interaction a été servie, pour la microscopie photonique, par l’apparition d’une gamme extraordinaire de fluorochromes émettant dans différentes bandes (d’où un polychromisme permettant de suivre en même temps plusieurs partenaires moléculaires) et par le développement spectaculaire du traitement mathématique des données, améliorant considérablement la résolution des images (ex. : méthode PALM). Elle a aussi été servie par le développement de la cryomicroscopie électronique permettant une véritable approche structurale et plus récemment par des méthodes ultrarésolutives comme la cryotomographie. La panoplie des méthodes innovantes, photoniques et électroniques, s’enrichit régulièrement, reculant d’autant les limites du possible dans la définition et la résolution des images et leur reconstitution tridimensionnelle. Il y a un coût à cela : toujours plus d’images et corrélativement toujours plus de nombres et de calculs, ce qui implique une augmentation exponentielle des besoins en gestion et stockage de l’information. De nouveaux défis s’ouvrent dès maintenant, comme l’analyse sur cellules isolées, l’analyse in situ en temps réel, de la transcription des gènes et des modifications génétiques et épigénétiques qui les régulent sous l’effet des signaux induits par les pathogènes. Cette biologie du noyau de la cellule infectée, qui est une de nos nouvelles « frontières », bénéficiera sans doute des progrès technologiques en imagerie, indispensables pour aborder la complexité de la chromatine, de la plasticité de la membrane nucléaire et d’autres organelles. Elle les stimulera également en retour.

2Il est cependant un paramètre que nous n’avons pas encore abordé : la quatrième dimension, le temps. En parallèle de tous les progrès relevés ci-dessus, l’imagerie photonique est aussi devenue dynamique, et ceci sous trois angles principaux.

  1. Les méthodes comme le FRET et ses dérivées permettent de visualiser dans le temps et l’espace les interactions moléculaires induites par les pathogènes qui affectent les voies de signalisation cellulaires.

  2. La sensibilité accrue des caméras et certains ajustements technologiques de la microscopie laser confocale (disque rotatif), ont permis la mise en place de méthodes d’imagerie fluorescente dynamique permettant un vrai suivi en temps réel des événements cellulaires, y compris l’activation des voies de signalisation.

  3. Enfin, l’introduction de la quatrième dimension a révolutionné notre appréhension des phénomènes induits dans la cellule infectée.

3En même temps qu’elle devenait de plus en plus subcellulaire, l’analyse moléculaire et cellulaire des processus infectieux devenait aussi tissulaire. Il convient en effet de réintégrer les approches cellulaires in vitro, trop réductionnistes et parfois génératrices d’erreurs, dans le cadre plus complexe, mais plus réel, du tissu et de l’organe. Une « microbiologie tissulaire » est en train de naître, encore une fois guidée par les avancées technologiques, en particulier le microscope bi-photonique, seul outil capable d’observer en temps réel les événements d’interaction du processus infectieux dans la profondeur (plusieurs centaines de microns) du tissu observé. Du subcellulaire au supracellulaire, tels sont les défis qui se posent à une imagerie dont on imagine qu’elle tirera encore longtemps la recherche dans le domaine des maladies infectieuses. Toutes les facettes déjà mentionnées étaient envisagées dans ce symposium international. Les meilleurs spécialistes français et internationaux de ce domaine s’y sont retrouvés pour faire le point sur ce que l’on peut déjà considérer comme « la révolution des images » et la « révolution numérique » en maladies infectieuses. 

Haut de page

Table des illustrations

Légende De gauche à droite : Guy Tran Van Nhieu, Pr Philippe Sansonetti et Laurence Arbibe
URL http://lettre-cdf.revues.org/docannexe/image/144/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 43k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

La Lettre du Collège de France n° 26, Collège de France, Paris, juin 2009, p. 27-28. ISSN 1628-2329

Référence électronique

Philippe Sansonetti, « « Voir c’est croire» : imagerie in vitro et in vivo des processus infectieux », La lettre du Collège de France [En ligne], 26 | juin 2009, mis en ligne le 24 juin 2010, consulté le 28 avril 2017. URL : http://lettre-cdf.revues.org/144

Haut de page

Auteur

Philippe Sansonetti

Articles du même auteur

Haut de page

Droits d’auteur

© Collège de France

Haut de page