Imagerie en bioluminescence : application à la cancérologie et l’endocrinologie

Bioluminescent imaging: applications to cancerology and endocrinology

¹ INSERM Unité 540, Endocrinologie Moléculaire et Cellulaire des Cancers, 60, rue de Navacelles, 34090 Montpellier.
² E-mail : nicolas@montp.inserm.fr
³ INSERM EMI 0227, Immunociblage des tumeurs et ingénierie des anticorps, CRLC Val d’Aurelle, 34298 Montpellier.

Résumé

Depuis plus de 20 ans, notre laboratoire utilise différents systèmes d’imagerie en bioluminescence pour visualiser et quantifier les réactions de bioluminescence et de chimioluminescence. Grâce à cet équipement, nous avons pu sélectionner des clones cellulaires exprimant un gène rapporteur bioluminescent et ainsi établir de nombreuses lignées cellulaires afin d’étudier le mécanisme d’action des récepteurs nucléaires.

Les cellules exprimant le gène de luciférase sous le contrôle d’un promoteur constitutif sont utilisées pour suivre la prolifération in vivo des cellules cancéreuses. Nous avons comparé l’efficacité de mesure de la luminescence in vitro et in vivo et déterminé les conditions de mesure des réactions de bioluminescence. Différents modèles (cellules cancéreuses greffées sur des souris) sont actuellement utilisés pour suivre l’évolution des tumeurs in vivo au cours de traitements.

Les animaux bioluminescents sont également de nouveaux outils pour évaluer l’efficacité de traitements et le rôle des récepteurs hormonaux dans l’invasion. Des cellules exprimant un gène rapporteur sous l’action d’hormones sont utilisées comme biosenseurs in vivo pour étudier la biodisponibilité d’analogues et les cinétiques de réponse in vivo. Ces modèles sont complémentaires des modèles in vitro développés depuis plusieurs années dans notre laboratoire.

Dans le futur, le ciblage de l’expression de gènes rapporteurs (la luciférase et la GFP) dans différents tissus cibles devrait permettre d’établir une cartographie précise de l’action de nombreux ligands des récepteurs nucléaires.

Abstract

Our laboratory has been using various bioluminescent imaging systems for more than 20 years to visualize and quantify bioluminescent and chemiluminescent reactions. This equipment allowed us to establish numerous cell lines expressing bioluminescent reporter genes to study the mechanism of action of nuclear receptors.

Cells expressing the luciferase gene under the control of a constitutive promoter were used to follow in vivo proliferation of cancer cells. Intensities of in vitro and in vivo bioluminescent signals were compared and the conditions of bioluminescent reaction measurements were determined. These bioluminescent models are new tools for evaluating cancer treatment efficiencies and the role of hormone receptors in invasion.

Cells expressing the luciferase gene under the control of hormones are used as in vivo biosensors for studying analog bioavailabilities and in vivo response kinetics. They are complementary models to in vitro models that have been developed in our laboratory for several years.

In the future, targeting reporter gene (luciferase and GFP) expression to specific tissues should allow the detailed localisation of the action of nuclear receptor ligands.