Le Dementia Research Institute de l’Université de Cardiff utilise le système FLIPR Penta pour étudier le rôle de la microglie dans la maladie d’Alzheimer

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« Le FLIPR Penta surpasse l’efficacité d’un microscope inversé en me permettant de réaliser nettement plus d’images de cellules et d’échantillons. Fait remarquable, je peux ainsi capturer environ 100 fois plus d’échantillons chaque jour. »

Dr Emily Maguire

ENTREPRISE/UNIVERSITÉ

Université de Cardiff, Institut de recherche sur la démence

MEMBRES DE L’ÉQUIPE

Dr Emily Maguire,

Dr Nina Stöberl,

Dr Hazel Hall-Roberts,

Dr Bethany Shaw,

Mme Rachel O’Donoghue,

Mme Jincy Winston

PRODUITS UTILISÉS

Système de criblage cellulaire à haut débit FLIPR Penta

Tête à 384 puits pour FLIPR Penta

Kit d'essai FLIPR Calcium 6

Le défi

Le Dr Emily Maguire et son équipe de l’institut britannique de recherche sur la démence de l’Université de Cardiff cherchent à identifier les causes de la maladie d’Alzheimer afin d’améliorer les soins, le diagnostic et, en fin de compte, le traitement des patients.

Les recherches menées dans le groupe d’Emily se concentrent sur l’identification des différences entre les cellules cérébrales de personnes atteintes ou non de la maladie d’Alzheimer. Plus précisément, l’équipe étudie une classe particulière de cellules immunitaires cérébrales appelées microglie, qui se sont révélées être des contributeurs essentiels à la progression de la maladie d’Alzheimer. Elle utilise des tests génétiques pour estimer le risque de maladie d’Alzheimer et recueille des échantillons de sang dans deux groupes : des personnes à faible risque et des personnes à risque élevé déjà touchées par la maladie. Les cellules sanguines sont transformées en cellules souches, puis différenciées en microglie. Cette approche permet à l’équipe de comparer la microglie de personnes à risque élevé et de celles à faible risque et d’identifier des différences liées à la maladie d’Alzheimer. Ces recherches devraient vous permettre de développer des traitements spécifiques pour la maladie d’Alzheimer à l’avenir.

Dr Emily Maguire et son équipe
Un corpus important de recherches scientifiques antérieures documente largement le dysfonctionnement de la signalisation du calcium dans les cellules touchées par la maladie d’Alzheimer. Le Dr Maguire indique que c’est la raison pour laquelle il était important de comparer les variations de signalisation du calcium entre la microglie saine et la microglie malade. Le Dr Maguire avait précédemment examiné la signalisation du calcium dans des cellules présentant des niveaux variables de risque de démence au niveau d’une cellule individuelle à l’aide d’un microscope inversé. Bien que cette technique fournisse des données utiles, elle s’est avérée complexe et fastidieuse. Par conséquent, face au défi de l’étude de la signalisation du calcium dans 60 lignées cellulaires, le FLIPR Penta s’est avéré être la solution idéale.

« Pour imager un échantillon sur le microscope inversé avec le même nombre de répétitions que sur le FLIPR Penta , il m’aurait fallu environ 3 heures de manipulation (plus 1,5 heures pour charger le colorant du calcium). Par contre, avec le FLIPR Penta , vous pouvez imager 30 fois plus d’échantillons en environ 30 minutes de manipulation (plus le chargement du colorant du calcium). Cela simplifie considérablement le processus d’obtention des répétitions. »

– Dr Emily Maguire

La solution

Dr Emily Maguire et son équipe

L’équipe a utilisé le FLIPR Penta pour comparer la réponse de la microglie de patients présentant un risque élevé de maladie d’Alzheimer à celle de patients présentant un faible risque de maladie d’Alzheimer lorsqu’elle était exposée à des modulateurs du calcium connus. Ces comparaisons visaient à identifier des divergences de signalisation du calcium entre les cellules malades et non malades, ce qui pourrait faire la lumière sur la pathologie sous-jacente.

L’approche consistait à ensemencer les cellules dans une microplaque à 384 puits et à les colorer avec un colorant vert fluorescent au calcium 6 de MOLECULAR DEVICES. Après l’incubation, un composé spécifique (p. ex., ATP) était chargé sur une autre microplaque. Les deux microplaques étaient placées dans le FLIPR Penta , qui ajoutait le composé aux cellules et enregistrait les modifications de fluorescence avant et pendant 5 minutes après l’ajout du composé. Ce protocole a permis à l’équipe de mesurer le calcium libéré lors de l’application du composé et, par conséquent, le niveau de signalisation cellulaire. Pour standardiser les résultats, l’équipe a également pris une image de la microplaque de cellules et a normalisé les mesures de fluorescence en fonction du nombre de cellules dans chaque puits, ce qui lui a permis d’obtenir des comparaisons précises et fiables entre les puits.

« Le FLIPR Penta nous permet de tester un grand nombre d’échantillons, allant jusqu’à 24 par expérience dans une microplaque à 384 puits, tout en minimisant la variabilité causée par les fluctuations des facteurs externes entre les expériences. De plus, l’instrument FLIPR nous permet d’administrer simultanément des quantités précises de réactifs (en particulier l’ATP dans notre cas) dans chaque puits, ce qui garantit ainsi l’uniformité de tous les puits et améliore la régularité de nos mesures. »

– Dr Emily Maguire

Il vous faut environ 2 heures pour préparer une microplaque pour un test FLIPR Calcium. Toutefois, une grande partie de cette durée correspond simplement à l’incubation du colorant. L’imagerie réelle d’une plaque nécessite 10 minutes. C’est pourquoi, en échelonnant la coloration avec le calcium 6, il serait possible de réaliser des images sur 50 microplaques par jour.

Produits utilisés

Système de criblage cellulaire à haut débit FLIPR Penta et kits de test FLIPR Calcium

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Les résultats

La recherche ne s’est pas avérée concluante, mais les résultats préliminaires ont montré une disparité potentielle de signalisation du calcium induite par l’ATP entre les deux groupes.

« Nous devons mener d’autres expériences avec la technique FLIPR Penta sur une gamme étendue de lignées cellulaires dérivées de patients pour améliorer la robustesse de notre étude et obtenir potentiellement des résultats plus concluants. »

– Dr Emily Maguire

Si des variations significatives sont observées, cela suggère que la signalisation du calcium induite par l’ATP joue un rôle important dans la maladie d’Alzheimer, ce qui ouvre potentiellement de nouvelles voies pour le développement de traitements.

Le graphique montre une tendance non significative vers une augmentation de la libération du calcium

A. Le graphique montre la présence d’une tendance non significative à une libération accrue de calcium après l’ajout d’ATP dans notre microglie à haut risque de maladie d’Alzheimer par rapport aux cellules à risque faible. Ces données ont été recueillies sur un ensemble préliminaire de 9 lignées de cellules souches (6 à risque élevé, 3 à risque faible). Les différentes couleurs indiquent des cellules issues de différentes personnes, et les différentes formes indiquent les différents réplicats expérimentaux.

B. Image de microscopie en fluorescence de microglie marquée avec le colorant calcium 6.

Outre l’ATP, l’équipe a identifié plusieurs autres médiateurs qui jouent un rôle essentiel dans la mobilisation du calcium dans les cellules. Par conséquent, elle pourrait examiner lors de futures recherches les effets de l’introduction de différentes molécules connues pour induire la libération de calcium via divers mécanismes, tels que d’autres nucléotides comme l’ADP et l’UDP qui se lient à des récepteurs différents. L’idée est qu’en comparant les réponses à ces autres activateurs de la microglie avec un risque élevé ou faible de maladie d’Alzheimer, l’équipe peut évaluer la présence éventuelle de différences entre les deux groupes.

Pour en savoir plus sur l’institut britannique de recherche sur la démence de l’Université de Cardiff, consultez son site Web

Assaying Microglia Functions In Vitro | Institut britannique de recherche sur la démence

IPMAR : lancement d’une nouvelle plateforme majeure de modèle cellulaire pour transformer la compréhension des facteurs de risque de la maladie d’Alzheimer | Institut britannique de recherche sur la démence