Retour sur...ESSB 2026
Biologie spatiale : des avancées prometteuses pour la recherche biomédicale
Du 28 septembre au 1er octobre 2026 à Sitges (Espagne), la troisième conférence de l’European Society for Spatial Biology (ESSB) a réuni à Sitges des spécialistes de l’imagerie, de la transcriptomique, de la protéomique et de la modélisation autour d’un même objectif : comprendre les tissus sans perdre leur organisation.
Conférence ESSB, Sitges, septembre-octobre 2026
Les techniques classiques apportent chacune une partie de l’information. Le séquençage permet de connaître les gènes exprimés par une cellule, l’histologie renseigne sur la structure d’un tissu et l’imagerie révèle la localisation de certaines protéines. La biologie spatiale cherche à rapprocher ces informations afin de savoir quelles cellules sont présentes, dans quel état elles se trouvent et comment elles s’organisent les unes par rapport aux autres.
C’est cette évolution méthodologique que les présentations retenues par Noé PIERRAT (laboratoire IGBMC, Strasbourg) ont particulièrement illustrée.
Le rein révèle l’importance du voisinage cellulaire
Les approches présentées lors du congrès pourraient trouver des applications intéressantes dans l’étude de l’homéostasie phosphocalcique. La régulation du calcium et du phosphate repose sur des mécanismes étroitement coordonnés impliquant notamment le rein, l’intestin, l’os et un réseau hormonal complexe. Certains mécanismes moléculaires, cellulaires et tissulaires restent cependant à préciser.
Les travaux de Víctor G. PUELLES (Hambourg, Allemagne) et de son équipe illustrent l’intérêt de ces approches pour l’étude du rein sain et pathologique. Dans sa présentation « Spatial technologies pave the way to decode human disease », il s’est intéressé à la manière dont les technologies spatiales permettent d’explorer l’organisation des tissus rénaux à différentes échelles.
L’un des développements récents de son équipe est PathoPlex, une méthode qui associe imagerie hautement multiplexée et analyse informatique. Sur une même coupe de tissu, elle peut mesurer plus d’une centaine de protéines tout en conservant une résolution permettant d’étudier leur localisation à l’intérieur des cellules. L’objectif n’est donc plus seulement de compter les cellules ou les protéines, mais d’identifier des combinaisons de signaux moléculaires et de les replacer précisément dans la lésion.
Appliquée au rein, cette approche a notamment permis de mettre en évidence des signatures associées à l’évolution de maladies rénales. Dans un modèle de glomérulonéphrite, elle a identifié l’activation de JUN dans les cellules épithéliales comme un élément associé à la formation des lésions. Dans la maladie rénale diabétique, elle a également révélé des signatures de stress tubulaire, dont certaines étaient associées au calcium[1].
Ces travaux illustrent l’un des apports majeurs de la biologie spatiale. Elle pourrait permettre d’approfondir l’étude des différents segments tubulaires et de la distribution des transporteurs impliqués dans la réabsorption du calcium et du phosphate. Elles pourraient également aider à mieux comprendre les modifications cellulaires et tissulaires associées à certaines pathologies rénales, telles que les néphrocalcinoses, les lithiases ou la fibrose rénale. L’objectif serait de préciser comment les altérations de populations cellulaires particulières contribuent aux perturbations de la fonction rénale et de l’équilibre phosphocalcique.
[1] Pathology-oriented multiplexing enables integrative disease mapping.
Kuehl M, Okabayashi Y, Wong MN, and al. Nature. 2025 Aug;644(8076):516-526. doi: 10.1038/s41586-025-09225-2.
Dans l’intestin, une organisation en niches
Dans l’intestin, une cellule ne travaille jamais seule. Elle évolue au sein d’une « niche », un microenvironnement formé par les cellules voisines et les signaux qu’elles échangent. C’est cette organisation qu’étudie Eduardo VILLABLANCA, au Karolinska Institutet (Stockholm, Suède). Son équipe cherche notamment à comprendre comment ces niches participent au maintien de la muqueuse intestinale et comment elles se transforment lors d’une inflammation ou d’une lésion. Une première cartographie du côlon de souris a ainsi révélé que le tissu n’est pas uniforme. Selon les régions, les cellules n’activent pas les mêmes programmes moléculaires et, après une lésion, cette organisation se remodèle fortement. Dans les zones où les cellules souches de l’épithélium prolifèrent davantage pour réparer la muqueuse, l’activité de certaines voies moléculaires, dont p53, est notamment modifiée[1].
Plus récemment, l’équipe a suivi l’installation d’une colite chronique dans deux modèles expérimentaux. En combinant plusieurs niveaux d’analyse, dont la transcriptomique spatiale, les chercheurs ont montré que l’inflammation ne progresse ni partout de la même manière ni au même moment. Différents programmes inflammatoires apparaissent au fil de la maladie, selon les régions du côlon et les populations cellulaires présentes. Autrement dit, pour comprendre l’immunité intestinale, identifier les cellules ne suffit plus. Il faut aussi savoir où elles se trouvent, avec quelles cellules elles interagissent et comment leur environnement évolue. C’est tout l’enjeu du passage « des cellules aux niches » présenté par Eduardo VILLABLANCA à l’ESSB 2026[2].
Pour les maladies rares du métabolisme du calcium et du phosphate, ce type d’approche pourrait notamment aider à mieux caractériser les populations cellulaires impliquées dans l’absorption intestinale du calcium et du phosphate et à comprendre comment leur organisation est modifiée en situation pathologique.
[1] The spatial transcriptomic landscape of the healing mouse intestine following damage. Parigi SM, Larsson L, Das S, et al. Nature Communications. 2022;13:828. doi: 10.1038/s41467-022-28497-0.
[2] Decoding the complexity of intestinal immunity with spatial transcriptomics. Suárez-Álvarez M, Ulloa MA, Villablanca EJ. Current Opinion in Immunology. 2026;101:102806.
Du tissu réel à son modèle numérique
Produire ces cartes extrêmement détaillées fait émerger une autre difficulté. Comment intégrer des millions d’informations provenant des gènes, des protéines, des cellules et de leur organisation dans le tissu ?
C’est l’un des enjeux abordés par Alfonso VALENCIA, ICREA Professor et directeur du département Life Sciences du Barcelona Supercomputing Center, dans sa présentation « Digital twins, from cellular process to cellular architecture ».
Ses travaux développent des modèles informatiques multi-échelles dans lesquels chaque cellule peut être représentée comme une entité capable de se diviser, de migrer, de communiquer avec ses voisines ou de répondre aux signaux de son environnement. À l’intérieur de cette cellule virtuelle, des modèles décrivent également les voies moléculaires qui déterminent son comportement. Une perturbation moléculaire peut ainsi être suivie jusqu’à ses conséquences sur une population de cellules puis sur l’organisation d’un tissu.
Cette approche participe au développement des jumeaux numériques[1], des représentations informatiques destinées à reproduire certains aspects d’un système biologique afin d’en simuler l’évolution ou la réponse à une perturbation. Les modèles actuels restent cependant partiels. L’un des grands défis consiste précisément à relier correctement les différentes échelles, de la molécule à la cellule puis au tissu, tout en disposant de suffisamment de données expérimentales pour paramétrer et valider les simulations.
[1] Digital Twins in the Context of AI for Science, Barcelona Collaboratorium.
Quelles perspectives pour les parhologies OSCAR ?
Pour les maladies rares de l’os, du calcium et du cartilage, l’intérêt de la biologie spatiale tient surtout à sa capacité à établir un lien entre une anomalie moléculaire, la cellule dans laquelle elle agit et les modifications observées dans le tissu.
Cette question est particulièrement pertinente pour l’équilibre du calcium et du phosphate, qui dépend de plusieurs organes aux fonctions très spécialisées. Dans le rein, les différents segments du néphron n’assurent pas les mêmes fonctions de transport. Dans l’intestin, les capacités d’absorption dépendent également de la différenciation et de la localisation des cellules épithéliales. Dans l’os, la formation, la résorption et la minéralisation reposent sur des populations cellulaires différentes qui communiquent entre elles et avec leur matrice.
Des approches spatiales pourraient donc aider à déterminer où apparaît une perturbation et quelles populations cellulaires sont concernées, plutôt que de mesurer uniquement une modification moyenne à l’échelle de l’organe. Elles pourraient également permettre de distinguer plus facilement un mécanisme directement lié à la maladie d’une réponse secondaire du tissu.
L’apport majeur de l’ESSB 2026 est donc surtout méthodologique. La biologie spatiale ne remplace ni la génétique, ni la biochimie, ni l’histologie. Elle ajoute une information qui leur manquait souvent : la position. En replaçant chaque cellule et chaque signal moléculaire dans l’architecture du tissu, elle ouvre une nouvelle façon d’étudier les mécanismes des maladies rares et pourrait, à terme, aider les équipes à poser de nouvelles questions expérimentales.