Voici la traduction en français du rapport :

Étude de la maladie cérébrale associée à la septicémie chez la souris basée sur la transcriptomique unicellulaire et spatiale

Contexte

Les dysfonctionnements d’organes mortels dus à la septicémie sont liés à un déséquilibre de la réponse de l’hôte induite par l’infection, avec un taux de mortalité élevé dans le monde. Les dernières recherches ont montré que la septicémie entraîne une déficience cérébrale, appelée maladie cérébrale associée à la septicémie (SAE). Les symptômes de la SAE comprennent des changements de conscience, des déficits cognitifs et des dysfonctionnements neurologiques, entraînant un taux de mortalité plus élevé et des lésions neurologiques à long terme. Bien que des mécanismes tels que le stress oxydatif et l’augmentation des cytokines aient été étudiés, la physiopathologie spécifique de la SAE reste obscure et nécessite une recherche approfondie. Le séquençage d’ARN unicellulaire (snrna-seq) facilite la découverte de signatures unicellulaires de la maladie en disséquant l’hétérogénéité cellulaire complexe. Cependant, les méthodes transcriptomiques traditionnelles ignorent les informations spatiales lors du processus de dissociation tissulaire, limitant la compréhension des mécanismes de recrutement des cellules inflammatoires dans les lésions tissulaires. La transcriptomique spatiale, quant à elle, fournit un moyen d’évaluer l’expression génique sur des coupes de tissu, permettant de conserver les informations spatiales in situ.

Source de l’article

Cette étude a été co-dirigée par Zhu Yanyan et Zhang Yin en tant que co-premiers auteurs, et Zhao Pingseng en tant que principal correspondant. L’étude a été publiée dans le Journal of Neuroinflammation en 2024. L’équipe de recherche comprenait des membres de multiples instituts de recherche, avec comme principaux auteurs : Zhou Yanyan, Zhang Yin, He Sheng, Yi Sanjun, Feng Hao, Xia Xianshu, Fang Xiaodong, Gong Xiaoxi et Zhao Pingseng.

Contenu et méthodes de la recherche

L’étude a établi un modèle de septicémie chez la souris par injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide (LPS), et a surveillé les changements dans le cerveau à 0 heure, 12 heures, 24 heures et 72 heures. En utilisant les techniques avancées de snrna-seq et de séquençage stéréo (stereo-seq), les chercheurs ont décrit de manière complète les réponses cellulaires et les modèles moléculaires dans le cerveau. Ils ont comparé les réponses des souris de type sauvage et des souris déficientes pour le gène ANXA1. En appliquant la transcriptomique spatiale (script sptran), les chercheurs ont procédé à la déconstruction des types cellulaires, à l’analyse de co-localisation, révélant les interactions entre les cellules astro-2, micro-2 et vas-1 dans la région V1A2M2. De plus, une analyse des ligands-récepteurs comprenant 2033 paires de détection a permis d’identifier des interactions importantes entre TIMP1 et CD63, ITGB1, LRP1.

Résultats de la recherche

L’étude a révélé que dans le modèle LPS, les souris déficientes pour le gène ANXA1 présentaient une augmentation significative des proportions de cellules Astro-2 et Micro-2 dans le cerveau à 12 et 24 heures. Ces deux types cellulaires étaient co-localisés avec les cellules vasculaires (vas-1), formant une région spécifique V1A2M2. Dans cette région, des paires comme TIMP1-CD63, CCL2-ACKR1 et CXCL2-ACKR1 ont montré une expression à la hausse. La déficience en ANXA1 a augmenté le taux de mortalité du modèle, mais aucune différence significative n’a été observée dans les autres types cellulaires cérébraux, leur nombre et leur distribution. L’étude a également constaté une augmentation de l’expression d’ANXA1 dans le cerveau après un défi au lipopolysaccharide, suggérant que cette co-localisation cellulaire et l’augmentation des paires ligand-récepteur associées pourraient représenter un mécanisme potentiel de la SAE.

Conclusion de la recherche

Cette étude a permis d’identifier une co-localisation cellulaire unique impliquant les cellules astro-2, micro-2 et vas-1 dans une région pathologique, et d’observer une augmentation des paires ligand-récepteur associées à ces cellules. Des changements liés à une augmentation du taux de mortalité ont été observés chez les souris déficientes pour ANXA1, suggérant un lien potentiel entre cet arrangement cellulaire et le mécanisme de la SAE ou de l’augmentation de la mortalité observée chez les souris déficientes pour ANXA1.

Signification de la recherche

Cette étude fournit des perspectives précieuses sur les types cellulaires uniques impliqués dans les mécanismes de la SAE, ainsi que sur les applications cliniques potentielles, jetant les bases importantes pour le développement de stratégies thérapeutiques futures. En fusionnant le snRNA-seq et la transcriptomique spatiale pour cartographier les marqueurs moléculaires dans le cerveau, cette étude non seulement approfondit notre compréhension de la SAE, mais fournit également des informations spatiales sur l’activation cellulaire dans les états neuro-inflammatoires, ce qui pourrait grandement améliorer notre compréhension des mécanismes complexes de la neuro-inflammation.