Nouvelle méthode de microscopie : le métabolisme des cellules cancéreuses suivi 10 fois plus rapidement que la référence actuelle

Comprendre comment les cellules cancéreuses reprogramment leur métabolisme est essentiel pour développer de meilleurs traitements. Les cellules cancéreuses basculent fréquemment d'une production d'énergie normale (phosphorylation oxydative) vers la glycolyse aérobie — un phénomène lié à la croissance tumorale, à l'invasion et à la résistance aux thérapies. Mesurer ce basculement de manière non invasive et en temps réel s'est révélé techniquement difficile, ce qui a freiné les avancées dans la recherche sur le métabolisme cancéreux.

Des chercheurs de l'université Cornell ont développé et validé une nouvelle technique d'imagerie optique appelée microscopie ratiométrique de polarisation de fluorescence à deux photons (FPRM). Cette méthode mesure le rapport entre le NADH libre et le NADH lié — une coenzyme dont l'état de liaison reflète directement le mode métabolique d'une cellule — au sein de cellules vivantes, sans nécessiter de coloration ni de modification génétique.

La FPRM s'est révélée plus de dix fois plus rapide que la microscopie de durée de vie de fluorescence (FLIM), l'étalon de référence actuel pour ce type de mesure. De manière cruciale, les paramètres ratiométriques qu'elle produit sont indépendants de l'instrument, ce qui signifie que les résultats sont reproductibles dans différents laboratoires et avec différentes configurations d'équipement. La technique a détecté avec succès les modifications métaboliques induites par des agents pharmaceutiques et des perturbations environnementales, confirmant ainsi sa sensibilité et sa fiabilité.

Les chercheurs ont en outre démontré la polyvalence de la FPRM en corrélant les données métaboliques avec la morphologie cellulaire et le comportement migratoire, aussi bien dans des cultures bidimensionnelles que dans des matrices de collagène tridimensionnelles — ces dernières reproduisant plus fidèlement le microenvironnement tumoral. Cela positionne la FPRM comme un outil immédiatement opérationnel pour les laboratoires de biologie du cancer utilisant des plateformes bioingénierées standard.

Pour la recherche sur la longévité et le vieillissement, cette technique a des implications plus larges : le métabolisme du NAD(P)H est au cœur de la biologie du vieillissement, de la fonction mitochondriale et de la sénescence cellulaire. Une méthode rapide et accessible pour surveiller la dynamique métabolique dans des cellules vivantes pourrait accélérer les études sur le déclin métabolique lié à l'âge, les sénolytiques et les interventions visant à augmenter le NAD+. Les limites incluent la dépendance au seul résumé de l'étude, et les délais de traduction clinique restent incertains.