ESPRESSO : omiques spatio-temporelles basées sur le phénotypage des organites

ESPRESSO est une nouvelle technologie d’imagerie avancée pour l’omique spatiotemporelle. L’idée principale est de surpasser les limites des méthodes classiques qui ne disent pas où et quand les événements se produisent dans une cellule. ESPRESSO utilise de la microscopie sophistiquée et des analyses informatiques pour suivre les organites (comme les mitochondries et les lysosomes) en temps réel et en 3D. En mesurant les changements dans la forme et le fonctionnement de ces organites, les chercheurs peuvent obtenir un profil dynamique de la cellule. Cette méthode permet de mieux comprendre la réponse cellulaire au stress ou aux traitements, en reliant ces changements aux données génétiques. La technologie a été validée sur des cultures cellulaires 3D, offrant un outil puissant pour étudier des maladies comme le cancer du sein triple-négatif.

Malgré des avancées significatives dans les traitements, une forme de la maladie reste particulièrement difficile à traiter : le cancer du sein triple négatif (CSTN). Cette forme agressive, qui touche environ 9 000 femmes chaque année en France, est caractérisée par une forte probabilité de rechute. Notre constat est que pour vaincre cette forme de cancer, il est essentiel de comprendre pourquoi ces cellules développent une résistance à la chimiothérapie. Pour répondre à ces questions, l’équipe OncoBreast de Toulouse a développé ESPRESSO (Environmental Sensors Phenotyping RElayed by Subcellular Structures and Organelles). On peut imaginer qu’ESPRESSO est une technologie à haute précision qui permet d’observer l’intérieur des cellules, en combinant la microscopie, des outils chimiques et l’intelligence artificielle pour surveiller en temps réel les changements qui se produisent dans les « mini-organes » des cellules cancéreuses . C’est en étudiant ces changements que nous espérons comprendre comment les cellules deviennent chimiorésistantes.

À court terme, nous prévoyons d’utiliser ESPRESSO pour affiner le diagnostic et le pronostic des patientes. L’objectif est d’aider les médecins à sélectionner le traitement le plus efficace pour chaque cas individuel, ouvrant la voie à une médecine encore plus personnalisée. Nous nous concentrons sur la détection précoce des risques de récidive. En identifiant des marqueurs précis au sein des cellules, nous espérons pouvoir détecter les rechutes à leur stade le plus précoce, ce qui augmentera significativement les chances de survie à long terme.  À long terme, l’ambition ultime est de créer un « atlas des organites du cancer du sein ». Ce projet permettra de cartographier la grande diversité des cellules au sein d’une même tumeur, un facteur qui complique grandement les traitements. Cet atlas sera une ressource pour la communauté scientifique mondiale, et contribuera au développement de thérapies encore plus ciblées et efficaces.  

Lignée cellulaire de cancer du sein marquée avec des colorants pour les mitochondries (jaune), le noyau (bleu), le cytosquelette (magenta) et les lysosomes (cyan)

Collaborations et partenariats

Ce travail a été financé par la Fondation Toulouse Cancer Santé (Chaire Oncobreast à L.S.), les subventions CBET2134916 de la National Science Foundation à S.X. A. et Y.Y.J. et 1847005 à M.A.D., ainsi que par l’Allen Distinguished Investigator Award, une subvention conseillée par le Paul G. Allen Frontiers Group de la Paul G. Allen Family Foundation (à J.A.P. et M.A.D.). Les auteurs remercient le Laboratoire de dynamique de fluorescence (P41GM103540), l’American Italian Cancer Foundation (à M.D.B.), le Chao Family Comprehensive Cancer Center Genomics High-Throughput Facility Shared Resource, soutenu par le NCI du NIH sous le numéro de subvention P30CA062203, et l’UCI Skin Biology Resource Center soutenu par le NIAMS sous le numéro de subvention P30AR075047. P30CA062203, et du Centre de ressources en biologie cutanée de l’UCI, soutenu par le NIAMS sous le numéro de subvention P30AR075047.