Translucidité du Tartrazine – Comment ce colorant alimentaire couramment utilisé pourrait faire progresser les soins de santé

Meilleure vue pour les aperçus scientifiques

La recherche médicale dépend fortement des études sur des modèles animaux, et nos progrès en médecine ont été profondément influencés par de meilleures méthodes analytiques, y compris tous les composants du multi‑omics: génomique, transcriptomique, protéomique, métabolomique, etc.

Mais parfois, des observations beaucoup moins avancées sont les plus utiles. Par exemple les mouvements d’organes, la taille des veines, etc. Cela est plus difficile qu’il n’y paraît, car il n’est ni pratique ni possible avec un budget raisonnable d’utiliser des techniques d’imagerie avancées comme les scanners et l’IRM sur des milliers de souris par mois.

Idéalement, les chercheurs aimeraient pouvoir regarder directement à l’intérieur du corps et des organes des spécimens testés, et ce au coût le plus bas possible.

Cela pourrait bien devenir une réalité, grâce au travail de pas moins de 21 chercheurs de l’Université Stanford. Ils ont découvert qu’une molécule de colorant couramment utilisée comme colorant alimentaire peut essentiellement rendre le corps de souris “transparent” pour l’analyse, et ont publié leurs résultats dans la prestigieuse revue Science, sous le titre “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”.

Comment voir à travers les corps

La recherche a commencé par l’observation des limites de nombreuses méthodes d’imagerie optique des tissus profonds, y compris la microscopie à deux photons, l’imagerie de fluorescence proche infrarouge‑II et le nettoyage optique des tissus.

Toutes offrent quelques aperçus, mais manquent soit d’une profondeur de pénétration et d’une résolution suffisantes, soit ne conviennent pas aux animaux vivants. Ainsi, une bonne visualisation interne des animaux vivants reste encore un besoin largement insatisfait parmi les biologistes et les chercheurs médicaux.

Les chercheurs ont théorisé à partir d’un principe physique appelé le modèle d’oscillateur de Lorentz. Sans entrer dans les détails approfondis de la physique sous‑jacente, il s’agit d’un principe qui détermine comment les atomes réagissent aux ondes électromagnétiques (qui comprennent la lumière visible et non visible).

À partir de ce principe fondamental, les chercheurs déduisent que des molécules spécifiques, lorsqu’elles sont dissoutes dans l’eau, augmenteraient l’indice de réfraction des solutions à base d’eau.

En retour, cela ferait que l’eau et les lipides aient presque le même indice de réfraction, rendant ainsi l’ensemble du corps également transparent à certaines fréquences lumineuses.

Source: Science

“Nous avons prédit que les molécules de colorant présentant des résonances d’absorption nettes dans le spectre proche‑ultraviolet (300 à 400 nm) et la région bleue du spectre visible (400 à 500 nm) sont efficaces pour augmenter la partie réelle de l’indice de réfraction du milieu aqueux à des longueurs d’onde plus longues lorsqu’elles sont dissoutes dans l’eau.

En conséquence, les colorants solubles dans l’eau peuvent réduire efficacement le contraste d’IR entre l’eau et les lipides, conduisant à la transparence optique des tissus biologiques vivants.”

Recherche du Tartrazine

À partir de cette idée théorique, ils ont cherché une molécule de colorant réelle correspondant aux caractéristiques requises. Ils ont découvert que le tartrazine, un colorant alimentaire courant approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États‑Unis.

Ils ont constaté que le tartrazine avait pour effet de rendre réversiblement la peau, les muscles et les tissus conjonctifs transparents chez les rongeurs vivants. En testant sur des hydrogels de diffusion simulant les tissus et sur des tissus biologiques ex vivo (échantillonnés/extraits), ils ont également découvert que la résolution d’image pouvait être réduite au niveau micrométrique.

Source: Science

« Souris Transparentes »

En pratique, cela signifiait que, sous les bonnes conditions d’éclairage, les chercheurs pouvaient observer les tissus plus profonds, en voyant à travers la peau et les tissus de surface des souris.

Source: Science

En utilisant des molécules de colorant absorbant, nous pouvons transformer l’abdomen généralement opaque d’une souris vivante en un milieu transparent. Cet “abdomen transparent” permet la visualisation directe des neurones entériques marqués par des protéines fluorescentes, capturant leurs mouvements qui reflètent la motilité intestinale sous‑jacente chez les souris vivantes.

Cette approche pourrait être utilisée pour d’autres parties du corps de la souris que l’abdomen, par exemple le cuir chevelu d’une souris pour visualiser les vaisseaux sanguins cérébraux et la patte arrière de la souris pour une imagerie microscopique haute résolution des sarcomères musculaires.

Cela suggère également que d’autres agents similaires pourraient être découverts et mis en œuvre, peut-être avec une efficacité encore plus grande et un coût d’utilisation plus faible.

Investir dans l’imagerie biologique

Depuis le début de la médecine moderne, les progrès scientifiques ont été portés par les améliorations des outils d’observation, du premier microscope aux séquenceurs génomiques d’aujourd’hui.

Cela reste vrai aujourd’hui, avec de nombreuses nouvelles techniques qui émergent, des « souris transparentes » discutées ici aux visualisations 3D avancées des tissus vivants.

Si vous n’êtes pas intéressé par le choix d’entreprises de biotechnologie ou d’imagerie médicale, vous pouvez également vous tourner vers des ETF tels que le Global X Aging Population ETF (AGNG), le ARK Genomic Revolution ETF (ARKG) ou le Vanguard Health Care ETF (VHT), qui offriront une exposition plus diversifiée pour capitaliser sur le secteur croissant des soins de santé liés à la longévité et de la biotechnologie.

Ou vous pouvez consulter notre article sur les « 5 meilleures entreprises de séquençage du génome ».

Entreprises d’imagerie médicale et de données

1. Illumina, Inc.

Illumina est la société leader en génomique, de loin la plus grande et la plus établie du secteur, avec 1,2 milliard de dollars de revenus, qui ont connu une croissance annuelle moyenne de 11 % au cours des 5 dernières années.

Source: Illumina

Comme la plupart des entreprises de séquençage génomique, Illumina gagne de l’argent en vendant les séquenceurs, mais surtout en vendant les consommables utilisés par les séquenceurs, les revenus par machine augmentant généralement avec le temps à mesure qu’ils sont utilisés à pleine capacité.

Le nouveau modèle de séquenceur génomique de la société, le NovaSeqX, est un succès, avec 390 expéditions au total en 2023. Cela a accéléré l’adoption du séquençage de masse parmi les clients d’Illumina avec davantage d’analyses multi‑omics (mélange de plusieurs techniques « ‑omics ») et une plus grande échelle pour les analyses de cellules uniques et spatiales.

Lorsqu’on discute d’Illumina, une longue explication est nécessaire pour une nouvelle application génomique, la détection du cancer dans un échantillon sanguin appelée biopsie liquide. Illumina a travaillé sur cette technologie puis l’a scindée en une société appelée Grail.

Grail connaît un grand succès tant sur le plan technique que commercial, avec 7 500 fournisseurs prescrivant les tests de Grail et ayant dépassé le cap des 100 000 tests réalisés. Elle a également détecté 92 % des rechutes cancéreuses parmi 6 différents cancers du sang.

Quelques années plus tard, Illumina a racheté cette société à un prix beaucoup plus élevé.

Cela a engendré plusieurs problèmes. Tout d’abord, les autorités de régulation aux États‑Unis et dans l’UE ont exprimé des inquiétudes concernant le risque de monopole, Illumina étant le fournisseur de machines de séquençage génomique pour de nombreux concurrents de Grail.

Cela a entraîné une amende de 432 M€ de la part de l’UE. Si cette décision interdisant l’acquisition n’est pas résolue, « Illumina cédera Grail dans un an si elle ne remporte pas son recours devant le tribunal de l’UE. »

Source: Illumina

Un autre ensemble de problèmes est venu des conditions du coûteux spin‑off de Grail, de la levée de fonds et de la réabsorption dans Illumina.

L’investisseur activiste Carl Icahn a attaqué le conseil d’administration de la société et a laissé entendre que des pratiques potentiellement malhonnêtes ou malveillantes avaient été réalisées au profit des initiés, au détriment des actionnaires. La SEC enquête également sur la question.

Jusqu’à présent, le PDG a été remplacé, un autre membre du conseil est parti, 4 nouveaux membres du conseil ont été nommés, et Illumina a publié une « mise à jour axée sur la gouvernance ». Vous pouvez également en savoir plus sur ces soupçons et accusations dans cette série d’articles de Non‑GAAP investing.

Le cours de l’action de la société a fortement chuté depuis ses sommets de juillet 2021, perdant près de 80 %, revenant à ses niveaux de 2013.

Cela a été une situation plutôt choquante pour une grande entreprise établie comme Illumina, quelles que soient la véracité de ces accusations, car cela reflète négativement la décision de sa direction de céder Grail en premier lieu. Au minimum, cela s’est avéré être une erreur coûteuse.

Les investisseurs voudront évaluer s’ils sont prêts à suivre Carl Icahn, un investisseur activiste légendaire et controversé avec un parcours impressionnant.

Et si la mauvaise gouvernance des dernières années est désormais pleinement prise en compte, et a peut‑être endommagé excessivement la valorisation de l’entreprise comparée à son leadership commercial très solide dans le séquençage génétique.

2. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics (TXG ) est un leader en biologie spatiale, qui étudie le génome et le transcriptome en 3D, permettant la visualisation de l’activité des gènes au niveau cellulaire voire intracellulaire.

L’entreprise a été fondée en 2012, avec Serge Saxonov parmi ses fondateurs, le directeur de la R&D de la société de tests génomiques personnalisés 23andMe.

10x Genomics s’est développée grâce à un mélange de R&D (plus d’un milliard de dollars investis jusqu’à présent) et d’acquisitions. Notamment, sa plateforme Visium a été obtenue par l’acquisition de Spatial Transcriptomics en 2018.

Source: 10x Genomics – 10x Genomics acquisitions timeline

C’est également ainsi que 10x Genomics a acquis sa plateforme Xenium en rachetant Readcoor et Cartana en 2020.

En 2020, elle a également lancé la plateforme Chromium, qui a été mise à jour l’année suivante en Chromium X.

Grâce à l’acquisition de Tetramer Shop en 2021, 10x Genomics a également lancé BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) en 2022. Elle permet aux chercheurs d’identifier en détail les composants du système immunitaire. Cela pourrait avoir un impact considérable sur la recherche en immunité et les nouvelles maladies.

Les revenus ont augmenté de 17 % d’une année sur l’autre au deuxième trimestre 2023, portés par les ventes de Xenium, avec le cap des 100 unités vendues atteint en août 2023.

L’entreprise a également obtenu en septembre 2023 une victoire cruciale contre son principal rival, Nanostring. Nanostring est désormais interdit de vendre ses instruments CosMx Spatial Molecular Imager (SMI) dans la plupart de l’UE pour violation des brevets de 10x Genomics.

L’entreprise est encore à un stade précoce, quelque peu similaire aux débuts d’Illumina. Pour l’instant, la biologie spatiale est confinée au monde de la recherche académique et fondamentale. Mais comme de nombreuses biotechnologies, elle pourrait un jour se généraliser, devenir progressivement un outil médical, puis un test « de routine ». En tout cas, le nombre croissant de machines installées devrait stimuler les ventes de consommables et la croissance des revenus.