La capacité des cellules tumorales à s’échapper et à se disséminer à travers les tissus environnants est une caractéristique du cancer1. En particulier, la motilité des cellules tumorales est une caractéristique des tumeurs malignes, qu’il s’agisse d’un type de tumeur métastatique tel que le cancer du sein2 ou colorectal3 ou d’un type localement invasif tel que le gliome diffus 4,5.
L’imagerie joue un rôle central dans l’étude de nombreux aspects des phénotypes de cellules tumorales; Cependant, l’imagerie de cellules vivantes est certainement à privilégier lors de l’étude de processus cellulaires dynamiques tels que la migration et l’invasion, lorsque des changements de morphologie et d’interaction cellule-cellule 6,7 se produisent et peuvent être examinés plus facilement au fil du temps. Pour l’imagerie de cellules vivantes, différents systèmes de microscopie optique peuvent être utilisés, du contraste de phase aux microscopes confocaux fluorescents, et l’acquisition d’images effectuée sur une courte ou longue période de temps sur un microscope inversé équipé d’une chambre pour le contrôle de la température et du CO2, ou dans des systèmes d’analyse d’images à haut contenu qui ont des chambres intégrées, ou bien dans des systèmes d’image qui peuvent rester dans l’incubateur sans avoir besoin de déranger les cellules pendant toute la durée de l’expérience. Le choix du système utilisé est souvent dicté par un certain nombre de facteurs tels que la résolution nécessaire, la durée du temps global d’acquisition et les intervalles de temps, le type de récipient utilisé et le débit du test (chambre unique ou plaque multipuits), la sensibilité des cellules utilisées (cellules précieuses et/ou rares) et la phototoxicité des cellules en présence de fluorophores.
En ce qui concerne l’imagerie fluorescente en mode vivant, cela peut être réalisé en transduisant des cellules pour l’expression de protéines fluorescentes soit pour une expression stable, soit en tant que système inductible8, par transfection cellulaire transitoire, soit en utilisant des colorants cellulaires qui sont maintenant disponibles pour le marquage des cellules vivantes7, pour le suivi des cellules vivantes ainsi que pour le marquage des organites subcellulaires9.
Une approche utile a récemment été développée pour l’immunocytochimie des cellules vivantes, où un anticorps reconnaissant un marqueur de surface de choix peut être lié à un réactif de marquage et, lors de l’ajout au milieu de culture, les cellules exprimant le marqueur spécifique peuvent être facilement imagées en temps réel par imagerie de cellules vivantes. La visualisation et la quantification de l’expression des marqueurs à l’aide d’un tel système peuvent être facilement réalisées lorsque les cellules sont cultivées dans des conditions de culture bidimensionnelles (2D)10.
Dans cette étude, nous avons optimisé les protocoles pour l’invasion immunocytochimique des cellules 3D vivantes et la migration des cellules pédiatriques de gliome diffus à ligne médiane (DMG) dérivées de patients11,12. Les DMG sont des tumeurs cérébrales très agressives affectant les enfants, pour la grande majorité associées à la mutation conductrice K27M dans les variantes de l’histone H3. Les DMG apparaissent dans le tronc cérébral et les régions médianes du système nerveux central (SNC) et se caractérisent par une nature hautement infiltrante. Il a été démontré que cette capacité invasive est au moins en partie médiée par l’hétérogénéité intratumorale et les caractéristiques cancéreuses des cellules DMG7.
Pour illustrer nos essais, un réactif de marquage d’anticorps (ALR) a été utilisé en combinaison avec un anticorps contre CD44. CD44 est une glycoprotéine transmembranaire et une molécule d’adhésion exprimée sur les cellules souches et d’autres types de cellules, associée au phénotype des cellules souches cancéreuses et à la migration et à l’invasion des cellules tumorales13. Les protocoles comprennent la préparation de l’échantillon, l’acquisition d’images en mode fond clair et fluorescent, et l’analyse sur un instrument d’analyse de cellules vivantes qui a permis de mesurer quantitativement en temps réel l’expression globale de CD44 sur la membrane cellulaire DMG pendant l’invasion et la migration 3D. Les tests ont également permis de visualiser le signal fluorescent intermittent de CD44 sur des cellules individuelles lors de la migration et de l’invasion. Il est intéressant de noter qu’un effet de l’anticorps anti-CD44 a également été observé, qui potentiellement agissant comme un anticorps bloquant, semblait également réduire la migration et l’invasion cellulaires ainsi qu’induire un changement du modèle d’invasion d’un phénotype mésenchymateux collectif à un phénotype amiboïde plus unicellulaire.