Une équipe de Weill Cornell Medicine a cartographié l’emplacement et les caractéristiques spatiales des cellules hématopoïétiques dans la moelle osseuse humaine. Leurs résultats confirment des hypothèses sur l’anatomie de ce tissu et constituent un nouvel outil puissant pour étudier des maladies allant des maladies bénignes telles que la drépanocytose aux tumeurs malignes telles que la leucémie aiguë qui affectent la moelle osseuse.

Pour les recherches décrites le 29 septembre sangLes chercheurs ont récupéré des échantillons de moelle osseuse anonymisés et archivés provenant de 29 patients du NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center et ont généré une grande quantité de données sur les relations spatiales entre leur contenu.

Selon l’auteur principal, le Dr. Sanjay Patel, directeur du laboratoire d’imagerie multiparamétrique in situ (MISI) du département de pathologie et de médecine de laboratoire et professeur adjoint de pathologie et de médecine de laboratoire à Weill Cornell, a toujours trouvé difficile de créer des images de moelle osseuse en médecine. Lui et ses collègues ont surmonté ces défis en développant une méthode permettant de visualiser des morceaux de tissus entiers, puis de les analyser à l’aide de l’intelligence artificielle (IA).

“Nous avons pu appliquer notre approche aux échantillons d’archives d’une manière qui n’était pas possible auparavant”, a déclaré le Dr. Patel, qui est également hématopathologiste au NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center et membre du Sandra and Edward Meyer Cancer Center de Weill Cornell Medicine. Il a noté qu’ils ont réussi à identifier un total d’environ 1,5 million de cellules et à déterminer leur emplacement.

Visualiser le lieu de naissance insaisissable du sang

Nos cellules sanguines proviennent de la moelle osseuse, où les cellules souches produisent les précurseurs qui à leur tour produisent les globules rouges et blancs ainsi que les fragments qui referment les plaies appelés plaquettes. Des défauts dans ces processus peuvent entraîner des maladies acquises telles que des cancers tels que la leucémie, le lymphome et le myélome multiple, ainsi que des maladies congénitales telles que la drépanocytose.

Cependant, étudier la formation des cellules sanguines dans leur environnement naturel dans les tissus humains s’est avéré un défi. De plus, la technique de conservation utilisée lors du prélèvement d’échantillons de moelle osseuse peut entraîner la dégradation de certains acides nucléiques et protéines présents dans les cellules qu’ils contiennent. Et pour éviter toute distorsion, les chercheurs doivent capturer des images d’un morceau de tissu entier, générant ainsi une quantité massive de données.

L’équipe du Dr. Patel a développé un certain nombre de solutions. Ils ont commencé à collecter des échantillons dans les archives tissulaires du département de pathologie et de médecine de laboratoire de Weill Cornell Medicine. Ces morceaux de tissu d’un à deux centimètres de long provenaient de patients ayant subi une biopsie mais qui se sont révélés indemnes de maladie. Les chercheurs du laboratoire MISI ont testé une variété de protéines immunitaires, appelées anticorps, en les sélectionnant parmi un catalogue de marqueurs soigneusement sélectionnés utilisés dans les diagnostics cliniques de routine pour trouver ceux qui marquaient le plus efficacement le contenu de la moelle osseuse pour les utiliser grâce à leur action basée sur la fluorescence. instruments d’imagerie visibles.

Ses collaborateurs de BostonGene Corporation, une société de bioinformatique médicale, ont ensuite utilisé l’IA pour analyser les images obtenues et sélectionner des cellules individuelles, telles que les cellules souches et les mégacaryocytes producteurs de plaquettes, ainsi que les os, les graisses et les vaisseaux sanguins. Cette technologie a permis à l’équipe de transformer une quantité d’informations autrement ingérable en analyses sophistiquées, a déclaré le Dr. Patel.

Une nouvelle façon d’étudier les maladies

Des études antérieures ont montré qu’au cours du développement normal des cellules sanguines, les cellules souches et progénitrices peuplent des emplacements spécifiques à proximité des os et des vaisseaux sanguins, où les cellules environnantes créent des environnements essentiels à leur fonctionnement normal. Plus récemment, certaines recherches suggèrent que ces cellules se regroupent également autour des mégacaryocytes, de grosses cellules qui donnent naissance aux plaquettes. L’analyse de l’équipe a confirmé ces tendances, notamment pour les mégacaryocytes, dans des échantillons humains. Cependant, lorsqu’ils ont pris en compte l’âge des patients, ils ont constaté que les cellules n’étaient plus aussi étroitement associées aux mégacaryocytes, qui avaient également tendance à être plus petits chez les patients plus âgés.

Bien que ces découvertes contribuent à la compréhension des scientifiques sur la moelle osseuse normale, le Dr. Patel voit le plus grand potentiel de la nouvelle méthode dans l’étude des maladies, en particulier à mesure qu’elles se développent. Dans certaines maladies, comme la leucémie myéloïde aiguë, les chercheurs ont déjà prouvé que la disposition spatiale des cellules souches et progénitrices pourrait être perturbée. Selon le Dr. Patel ouvre la porte aux études qui explorent spécifiquement de tels changements – ainsi qu’à celles qui testent de nouveaux traitements et évaluent ceux existants.

« J’espère que notre travail stimulera l’imagination des personnes qui étudient les maladies de la moelle osseuse », a-t-il déclaré.



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