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Le multiplexing pour une meilleure compréhension de l’environnement tissulaire : presentation de quelques méthodes

2025, Revue française d'histotechnologie, vol: 37, n°:1, p 65-93

BLANDIN Stéphanie1, DOMENE Aurélie1, HULIN Philippe1, JOUSSAUME Aurélie1,2, NEDELLEC Steven1, PAUL-GILLOTEAUX Perrine1

DOI : 

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1 Nantes Université, CHU Nantes, CNRS, Inserm, BioCore, US16, SFR Bonamy 44000 Nantes - France
2 CR2TI, 30 Boulevard Jean Monnet – 44000 Nantes - France

Résumé :

Les techniques d’immunomarquages permettent la mise en évidence de la localisation in situ de protéines, qu’elles soient tissulaires ou cellulaires, cytoplasmiques, membranaires ou nucléaires, et spécifiques d’une fonction ou d’un type cellulaire. Les avancées récentes des immunomarquages ont permis l’émergence du multiplexing. Les techniques classiques de marquage (colorimétrie ou fluorescence) ne permettent la détection que d’un nombre restreint de biomarqueurs sur une même coupe de tissu ne permettant pas d’appréhender la complexité du microenvironnement tissulaire. Les avancées récentes des méthodes en immunomarquage ont permis l’émergence du multiplexing tissulaire : détecter sur une même coupe de tissu plusieurs dizaines de biomarqueurs protéiques.
L’essor de ces technologies est associé à l’évolution d’une part, des possibilités de révélation des immunomarqueurs, des systèmes d’acquisition d’images plus performants en termes de sensibilité de détection et de résolution, et d’autre part au développement des approches d’analyses bio-informatiques et de l’intelligence artificielle. Les techniques de protéomique spatiale varient par leur stratégie de révélation (par une enzyme, par un anticorps couplé à un tag métallique ou à un fluorochrome, etc.). Dans tous les cas, le multiplexing permet une analyse spatiale du tissu. Quelle qu’en soit la méthode de révélation, il permet de comprendre l’organisation des populations cellulaires au niveau du tissu, par exemple pour l’étude du microenvironnement tumoral ou inflammatoire. En permettant une analyse spatiale du tissu, différentes méthodes de multiplexing en immunofluorescence existent et les questions scientifiques posées orientent le choix technologique.
Cet article présente quelques unes de ces méthodes : principe, étapes et points d’attention associés, acquisition et analyse des images, sur différents projets et types de tissus :
1) La méthode multiplex avec le système d’amplification du signal à la tyramide (TSA) couplé à des fluorochromes Opal™, développée par la société Akoya Biosciences®. Cette méthode permet la révélation simultanée jusqu’à 9 marqueurs.
2) La méthode multiplex grâce au système VectaPlex™ commercialisé par la société VectorLaboratories®. Cette méthode peut également être combinée à la précédente.
3) La méthode PhenocyclerTM (anciennement Codex® pour Co-Detection by IndeXing) distribuée par la société Akoya Biosciences®. Cette méthode permet la révélation de plusieurs dizaines de marqueurs.

Mots-clés :

Analyse d’images, Biologie spatiale, Fluorescence, Imagerie photonique, Marquage, Multiplexing.

English title :

Multiplexing for a better understanding of the tissue environment: presentation of some methods

Abstract :

Immunostaining techniques allow the demonstration of the in situ localization of proteins, whether tissue or cellular, cytoplasmic, membrane or nuclear, and specific to a function or cell type. Recent advances in immunostaininghave enabled the emergence of multiplexing. Conventional staining techniques (brightfield or fluorescence) allow the detection of only a limited number of biomarkers on the same tissue section, making it impossible to understand the complexity of the tissue microenvironment. Recent advances in immunostaining methods have enabled the emergence of tissue multiplexing: detecting several dozen-protein biomarkers on the same tissue section.
The growth of these technologies is associated with the evolution, on one hand, of the possibilities for revealing immunomarkers, of image acquisition systems that are more efficient in terms of detection sensitivity and resolution, and on the other hand with the development of approaches to bioinformatics analysis and artificial intelligence. Spatial proteomics techniques vary in their revelation strategy (by an enzyme, by an antibody coupled to a metal tag or to a fluorochrome, etc.). In all cases, multiplexing allows spatial analysis of the tissue. Whatever the method of revelation, it allows us to understand the organization of cell populations at the tissue level, for example for the study of the tumor or inflammatory microenvironment. By allowing spatial analysis of the tissue, different immunofluorescence multiplexing methods exist and the scientific questions asked guide the technological choice.
This article presents some of these methods: principle, steps and associated points of attention, image acquisition and analysis, on different projects and types of tissues:
1) The multiplex method with the tyramide signal amplification (TSA) system coupled to Opal™ fluorochromes, developed by the company Akoya Biosciences®. This method allows the simultaneous revelation of up to 9 markers.
2) The multiplex method using the VectaPlex™ system marketed by the company Vector Laboratories®. This method can also be combined with the previous one.
3) The PhenocyclerTM method (formerly Codex® for Co-Detection by IndeXing) distributed by the company Akoya Biosciences®. This method allows the revelation of several dozen of markers.

Keywords : 

Fluorescence, Image analysis, Labeling, Multiplexing, Photonic imaging, Spatial biology.

Copyright © Association française d'histotechnologie

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Comment citer cet article (How to cite this article) :

BLANDIN Stéphanie1, DOMENE Aurélie1, HULIN Philippe1, JOUSSAUME Aurélie1,2, NEDELLEC Steven1, PAUL-GILLOTEAUX Perrine1 2025, le multiplexing pour une meilleure compréhension de l’environnement tissulaire : presentation de quelques méthodes, Revue française d'histotechnogie, vol: 37, n° 1, p: 6593

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