La recherche médicale sur les vésicules extracellulaires (VE) et les exosomes est un domaine d'exploration multidisciplinaire qui évolue rapidement. Autrefois considérées comme des déchets cellulaires, ces particules de taille nanométrique sont de plus en plus utilisées dans tous les domaines, de la thérapie biologique du cancer à la détection précoce des maladies en passant par la recherche de médicaments ciblés.
Qu'est-ce que c'est ? Imaginez de minuscules bulles chargées d'informations naturellement sécrétées par les cellules. Elles sont remplies de protéines bioactives, de lipides et de matériel génétique. Parce qu'ils peuvent transporter et délivrer une gamme remarquable de minuscules cargaisons, ils jouent un rôle essentiel en tant que messagers intercellulaires, tant en physiologie qu'en pathologie.
Non seulement ils sont prometteurs en tant que biomarqueurs - des niveaux de protéines ou d'autres substances pouvant indiquer une maladie - mais ils peuvent également transporter de l'ARN et d'autres substances actives entre les cellules, ce qui leur confère des avantages pour l'administration de médicaments. Ils jouent un rôle dans le maintien de l'homéostasie des tissus et dans la régulation du métabolisme et des réponses immunitaires. De plus, il est frappant de constater que certaines VE ont la capacité de traverser la barrière hématoencéphalique, ce qui signifie qu'ils peuvent pénétrer dans le cerveau lorsqu'ils se trouvent dans le sang.
« Au cours des dernières années, notre vaste communauté de recherche - composée de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa et des instituts et hôpitaux affiliés, dont l'Hôpital d'Ottawa (HO) et le CHEO - s'est imposée comme un véritable innovateur dans la recherche sur les VE/exosomes, faisant de nouvelles découvertes susceptibles d'avoir de vastes répercussions. De nombreux chercheurs effectuent des travaux compétitifs au niveau mondial qui permettent aux scientifiques de mieux comprendre le potentiel de ces structures ultraminuscules, » déclare la Dre Jocelyn Côté, vice-doyenne à la recherche et professeur titulaire au département de médecine cellulaire et moléculaire.
Pour ne citer que quelques équipes qui ont attiré l'attention : les efforts du Dr Derrick Gibbings pour dévoiler la communication ARN médiée par les VE, les efforts du Dr. Bernard Thébaudpour utiliser les cellules souches et les VE comme thérapie pour les lésions pulmonaires, et les travaux du Dr John Bell et de la Dre Carolina Ilkow pour utiliser les VE et une nouvelle technologie virale afin de faire progresser l'immunothérapie, un type de traitement du cancer.
Bien qu’il y ait plusieurs groupes qui étudient les VE et les exosomes dans le monde, les membres de notre écosystème collaboratif florissant abordent les problèmes sous des angles uniques et aboutissent à des résultats inédits.
« Nous résolvons des problèmes que d'autres n'ont pas réussi à résoudre. Par exemple, il s'agit de déterminer comment les VE peuvent devenir des véhicules de livraison efficaces, » explique le Dr Gibbings, dont le laboratoire de l'Université d'Ottawa a découvert un mécanisme de circulation des complexes d'ARN et de microARN dans les exosomes et, avec une société pharmaceutique, a transformé sa découverte en un test de diagnostic qui est maintenant utilisé en clinique.
En fin de compte, l'objectif à long terme du Dr Gibbings est de comprendre comment les exosomes emballent et transportent l'ARN dans l'organisme et de révolutionner l'administration de médicaments à grosse molécule en utilisant les exosomes, y compris l'ARN à double brin appelé « petit ARN interférent ».
Les efforts du Dr Dylan Burger, dont le laboratoire a été le premier à utiliser la cytométrie de flux pour évaluer les vésicules extracellulaires urinaires et le premier à montrer que l'augmentation des niveaux de ces vésicules dans l'urine peut être un signe précoce d'une maladie rénale diabétique, déclare que notre communauté de chercheurs est de plus en plus importante dans cet espace de recherche international.
« Les travaux de l'Université d'Ottawa/TOH suscitent incontestablement un grand enthousiasme, » déclare le Dr Burger, qui est coprésident du groupe de travail sur l'urine de la Société internationale des vésicules extracellulaires.
La recherche sur les VE et les exosomes est considérablement facilitée par la plateforme de cytométrie et de virométrie en flux (plateforme CVF) de la Faculté de médecine, qui est internationalement reconnue pour son excellence dans l'analyse des petites particules (VE et virus). L'expertise considérable de la directrice de l'établissement, la Dre Vera Tang, a donné à notre communauté de chercheurs une longueur d'avance grâce à la cytométrie de flux avancée.
La Dre Tang collabore régulièrement avec la communauté mondiale des VE et de la cytométrie en flux. Par exemple , elle fait partie d'un groupe de travail international sur la cytométrie en flux des VE et est régulièrement sollicitée pour former d'autres laboratoires aux dernières approches.
La Dre Tang explique que le centre utilise une méthode de cytométrie de flux quantitatif qui implique l'optimisation et l'étalonnage des instruments. Deux instruments de pointe au centre - les cytomètres de flux Cytek Aurora ESP et CytoFLEX S - ont une limite inférieure d'environ 100 nm pour aider à détecter les particules biologiques ultraminiscules telles que les VE et les virus.
« Nous apportons notre expertise pour aider les scientifiques à mieux utiliser les instruments afin qu'ils puissent se concentrer sur la compréhension de la biologie, » a déclaré la Dre Tang.
Selon le Dr Burger : « En d'autres termes, le fait que j'effectue mes analyses de VE par l'entremise du noyau de cytométrie en flux de l'Université d'Ottawa me donne une crédibilité instantanée au sein de la communauté internationale.
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