Une équipe de recherche invente une technologie pour cartographier l’activité des gènes dans les tissus

Les technologies d’analyse des tissus (« omiques spatiales ») permettent aujourd’hui d’explorer la complexité cellulaire. Mais la plupart s’appuient sur la détection de l’ARN, qui ne reflète pas un instantané de l’activité des gènes, car les molécules d’ARN persistent plusieurs heures dans les cellules.
L’équipe dirigée par Marco Mendoza a choisi de contourner cette limite en s’intéressant à la chromatine, la structure qui organise l’ADN dans le noyau des cellules. Les histones, protéines autour desquelles s’enroule l’ADN, portent des modifications chimiques (acétylations, méthylations, etc.) qui marquent l’état d’activité ou de répression des gènes. Ces marques, dites épigénétiques, constituent la mémoire moléculaire de l’expression génétique à un instant donné.

En s’inspirant de la méthode de référence Cut&Tag, SysFate a développé une technologie innovante capable de localiser ces modifications d’histones directement sur des coupes de tissus déposées sur une puce à ADN.
Chaque zone de la puce est identifiée par un double code-barre moléculaire qui permet de repérer avec précision la position de chaque signal.
Résultat : une carte bidimensionnelle des signatures épigénomiques, véritable photographie instantanée de la régulation des gènes au sein du tissu, avec une résolution de 100 micromètres.

La technologie a été validée sur différents modèles biologiques : cerveaux et embryons de souris, mais aussi tissus osseux décalcifiés et fixés en paraffine, qui résistent habituellement aux analyses classiques fondées sur l’ARN.
Dans un modèle murin de polyarthrite rhumatoïde, la méthode a permis d’identifier plus de 1800 gènes associés à des régions de chromatine enrichies en H3K27ac, une marque d’activation transcriptionnelle.
Ces résultats confirment la capacité de la technologie à détecter, dans des tissus habituellement inexploitables, les zones actives de régulation génique.

Au-delà des modifications uniques, la technologie de SysFate permet d’étudier plusieurs marques d’histones sur des coupes consécutives d’un même tissu. En combinant ces données, les chercheurs peuvent reconstituer des cartes intégrées décrivant les états complexes de la chromatine — une approche essentielle pour décrypter le « code des histones », qui gouverne l’activation ou la répression des gènes.

Seule la méthode développée à l’Université de Yale offre une approche comparable.
La solution conçue à Évry se distingue par sa souplesse, son coût réduit et sa capacité à couvrir de grandes surfaces tissulaires, grâce à la conception originale de ses puces à ADN.
Cette technologie ouvre la voie à la reconstruction en 3D des signatures épigénomiques, permettant d’explorer la complexité des tissus dans leurs dimensions spatiales et temporelles.

En offrant un accès inédit à la régulation des gènes dans des échantillons difficiles à étudier, la technologie SysFate constitue un outil prometteur pour la recherche biomédicale et la compréhension des pathologies complexes.
Elle illustre la synergie entre biologie, génomique et bio-informatique portée par les équipes du Genoscope et de l’Université Évry Paris-Saclay, au cœur du biocluster Genopole, reconnu pour son expertise en génomique et biotechnologies pour la santé.