HISTOLOGIE

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Histologie moléculaire

Les outils de base de l'histologie moléculaire sont les mêmes que ceux de l'histologie traditionnelle. Le dénominateur commun à toute activité histologique réside dans l'action de voir (observer) et d'interpréter ce qui est vu.

L'innovation méthodologique

Mais des outils supplémentaires actuellement utilisés en histologie moléculaire permettent d'observer les molécules in situ.

– L'histochimie et l'histoenzymologie regroupent de nombreuses techniques permettant de mettre en évidence différents constituants chimiques des tissus (lipides, glucides, protéines, acides nucléiques, métaux, enzymes, etc.). Depuis les années 1970, l'histochimie a également pu devenir quantitative grâce à la microspectrophotométrie puis à l'analyse d'images.– La lectinocytochimie utilise des lectines, protéines d'origine animale, végétale ou bactérienne, caractérisées par leur capacité de reconnaître des copules hydro-carbonées et de s'y lier. Comme les lectines sont spécifiques d'un sucre particulier, la lectinocytochimie est un bon outil pour étudier la composition chimique des membranes. Les lectines peuvent être détectées en microscopie optique ou électronique grâce à leur marquage (fluorochrome, enzymes, biotine, or colloïdal, etc.).

– Les techniques immunohistochimiques permettent la détection et la localisation précise des molécules protéiques. Elles ont pour but commun la visualisation sur coupes histologiques de sites antigéniques ayant réagi avec des anticorps mis au contact de la coupe. Les techniques d'immunofluorescence consistent à coupler à l'anticorps choisi un produit fluorescent qui permettra de localiser le site de la réaction antigène-anticorps en observant ces coupes en microscopie optique à rayons ultraviolets. Dans les techniques immuno-enzymatiques, les anticorps sont conjugués à une enzyme (peroxydase du raifort ou phosphatase alcaline, le plus souvent) qui peut être visualisée dans les tissus par l'utilisation d'un chromogène comme la diaminobenzidine, qui donne lieu à un produit de réaction brun directement observable en microscopie optique, ou comme le BCIP (bromo-chloro-indolyl-phosphate) qui génère du formazan de couleur pourpre en présence de nitrobleu de tétrazolium (NBT). Les méthodes immuno-enzymatiques présentent le grand avantage, par rapport à celles d'immuno-fluorescence, de pouvoir être utilisées sur du matériel fixé dans le formol et inclus en paraffine et aussi de pouvoir être adaptées à l'observation en microscopie électronique, en utilisant par exemple un marquage des anticorps par des particules d'or colloïdal de différents diamètres. L'utilisation en immunohistochimie du système biotine-avidine est applicable à beaucoup de problèmes. La biotine (petite vitamine hydrosoluble) peut être attachée à de nombreuses substances et ensuite détectée par sa liaison de haute affinité et de grande spécificité à l'avidine, elle-même couplée à un fluorochrome, à une enzyme ou à de l'or colloïdal. On peut également localiser la biotine ou la digoxigénine en utilisant des anticorps antibiotine ou antidigoxigénine marqués.

– L'hybridation in situ permet la détection et la localisation précise de séquences d'ADN ou d'ARN. Elle repose sur l'hybridation d'une sonde d'acide nucléique (ADN ou ARN-messager ou oligonucléotide) avec une séquence complémentaire d'acides nucléiques que l'on cherche à identifier et à localiser sur une coupe histologique de tissu. Le marquage des sondes peut être réalisé par des isotopes radioactifs ou par des produits non radioactifs, soit fluorescents soit non fluorescents comme la biotine, la digoxigénine ou des enzymes. Le mode de révélation varie en fonction de la nature du marquage, autoradiographies, microscopie à fluorescence, anticorps marqués par une enzyme et/ou par l'or colloïdal pour la microscopie électronique.

– La PCR ou la RT-PCR in situ (polymerase chain reaction, permettant une amplification génique de l'ADN ou de l'ARN) associent l'extrême sensibilité de la PCR et les techniques de localisation cellulaire de l'hybridation in situ. Cette technique, susceptible d'être utilisée en microscopie électronique, est délicate à mettre en œuvre.

– Des doubles ou triples marquages en microscopie optique et/ou en microscopie électronique sont possibles, en combinant l'immunocytochimie, l'hybridation in situ et la PCR in situ. ADN, ARNm et protéines peuvent ainsi par exemple être détectés simultanément dans une même cellule.

Exemples en histologie animale

Nous nous limiterons à donner quelques exemples pour montrer en quoi l'histologie moléculaire a bouleversé les façons de voir de l'histologie traditionnelle. Désormais, il n'est plus question que d'identifier et de localiser in situ dans toutes les cellules et tissus, normaux ou pathologiques, les molécules du cytosquelette (actine, tubulines, cytokératines, etc.), les molécules d'adhérence (cadhérines, intégrines, sélectines, etc.), les molécules de signalisation (hormones, neurotransmetteurs, petits peptides, cytokines, prostaglandines et autres eicosanoïdes, etc.), les récepteurs et leurs ligands, les transporteurs membranaires, etc. Décrire la morphologie cellulaire et tissulaire en termes d'architecture et d'interactions moléculaires, tel est l'objectif de l'histologie moléculaire.

L'unit-membrane (membrane unitaire) de la microscopie électronique, avec ses deux feuillets sombres prenant en sandwich la ligne claire centrale, ne rend pas compte de la diversité des agencements de protéines très diverses au sein de cette bicouche phospholipidique, elle-même différente d'une cellule à l'autre. On n'a plus de doute aujourd'hui sur le fait que la membrane plasmique du globule rouge est fondamentalement différente de celle de l'hépatocyte ou de celle du neurone. À l'uniformité des ultrastructures révélées par le jeu des traits noirs et blancs de la microscopie électronique a succédé la formidable diversité des agencements moléculaires.

Un autre exemple de ce que l'histologie moléculaire a modifié dans la conception classique de l'histologie est celui des épithéliums de revêtement. Traditionnellement, dans un souci de description précise à visée classificatoire, l'histologie insistait sur le nombre de couches de cellules, la forme des cellules et l'aspect microscopique de leurs différenciations apicales, distinguant les épithéliums simples, stratifiés ou pseudo-stratifiés, les épithéliums pavimenteux, cubiques ou prismatiques et les épithéliums kératinisés, ciliés, à plateau strié, à bordure en brosse, à pôle muqueux fermé ou à stéréoc [...]

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Barrière sang-tissu cérébral

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Cytosquelette sous-sarcolemmique de la cellule musculaire

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Transport de glucose dans la cellule musculaire

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  • : doctorante
  • : professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et Marie-Curie, docteur d'État en sciences naturelles, directeur du Laboratoire de cytologie et morphogenèse végétale
  • : docteur, maître de conférences
  • : professeur des Universités, praticien hospitalier

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Pour citer l’article

Élodie BOUCHERON, Dominique CHRIQUI, Anne GUIVARC'H, Jacques POIRIER, « HISTOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/histologie/