Quelle fiabilité pour la consistance des cellules ?
Le microscope se fait parfois miroir et la science s’étudie elle-même. Avec la multiplication des travaux et des instruments pour connaître les propriétés physiques des cellules, des chercheurs ont voulu comparer leurs méthodes. Huit laboratoires internationaux, dont le laboratoire Matière et systèmes complexes, ont ainsi coopéré, montrant des écarts considérables de mesure sur un même échantillon, jusqu’à trois ordres de grandeur. Ces travaux, parus dans la revue Nature Methods, aident à mieux discerner dans quel contexte utiliser chaque technique.
Le rôle des contraintes physiques sur le développement des tissus est bien connu, et la rigidité des tumeurs compte par exemple parmi les critères de malignité. Le besoin de comprendre le dialogue entre ces aspects physiques et biologiques a poussé à la création de nombreuses techniques de préparation des échantillons et de mesure des propriétés physiques ou des forces en jeu. Cette variété rend cependant la comparaison entre les résultats de plus en plus délicate, voire confuse. Huit équipes internationales, dont des membres du laboratoire Matière et systèmes complexes, ont donc établi un protocole commun afin de confronter leurs mesures.
Les chercheurs ont travaillé sur les mêmes souches de cellules cancéreuses, isolées ou en culture, et ont utilisé six méthodes différentes pour tester leur rigidité et leur viscosité. Les résultats présentaient des différences notables, allant jusqu’à trois ordres de grandeur. L’étude a mis en évidence les écarts dus aux méthodes de mesure, au-delà de la variabilité spécifique au vivant. Ainsi, certaines techniques isolent les cellules ou les étudient en suspension, des conditions qui semblent affecter leur rigidité. Elles sont plus adaptées à l’étude de cellules circulantes, flottant par exemple dans le sang, que de celles organisées en tissus. Des différences sont également observées au sein d’une même technique. Comme la taille des sondes des microscopes à force atomique influence les résultats, celle-ci doit être adaptée à l’échelle des interactions que l’on souhaite scruter. Ces travaux aident les biologistes à choisir leurs méthodes de mesure en fonction de la problématique, tout en expliquant l’origine de certaines contradictions apparentes.
Différents dispositifs utilisés par les huit équipes pour analyser les mêmes cellules. Elles peuvent être déformées avec des billes magnétiques (en bas à droite), des pinces optiques (au centre), des microplaques en verre (en bas à gauche), un AFM (en haut), etc. Le dispositif du laboratoire MSC se trouve en bas à gauche.
Références :
A comparison of methods to assess cell mechanical properties,
P.-H. Wu, D. Raz-Ben Aroush, A. Asnacios, W.-C. Chen, M. E. Dokukin, B. L. Doss, P. Durand-Smet, A. Ekpenyong, J. Guck, N. V. Guz, P. A. Janmey, J. S.H. Lee, N. M. Moore, A. Ott, Y.-C. Poh, R. Ros, M. Sander, I. Sokolov, J. R. Staunton, N. Wang, G. Whyte, D. Wirtz.
Nature Methods, 1-8. (juin 2018)
DOI: 10.1038/s41592-018-0015-1