De l’astronomie à l’identification cellulaire, comment l’imagerie rend visible l’invisible

À tout juste trente ans, Elena Gofas Salas est de ces jeunes femmes qui forcent le respect. Reçue chargée de recherche INSERM dès sa première tentative, en novembre 2022, après moins de trois ans de post-doctorat, la jeune chercheuse a déjà plus d’une douzaine de publications scientifiques dans de grandes revues internationales à son actif, ainsi que plusieurs prix prestigieux. Et pour cause, les systèmes d’imagerie de la rétine qu’elle développe ont le potentiel de révolutionner la prise en charge des maladies neurodégénératives.

Elena Gofas Salas, CR Inserm équipe « Imagerie en direct : patients et cellules », Institut de la Vision
© DR - Institut de la Vision

De l'attraction vers l'infinement grand à l'étude de l'infiniment petit

De mère espagnole et de père français, Elena Gofas Salas grandit à Malaga. Adorant les mathématiques et partageant avec son grand-père la passion de l’astronomie, c’est d’abord à l’astrophysique qu’Elena Gofas Salas, encore adolescente, décide de se consacrer. Elle intègre une école préparatoire française, puis l’Institut d’Optique, qui propose une formation à l’imagerie. Déterminée à intégrer les meilleurs laboratoires du domaine, avec en ligne de mire la NASA, elle décroche un stage de master 1 au Space Telescope Science Institute, une organisation fondée par la prestigieuse agence fédérale. « C’est cet institut qui se charge d’analyser les données du télescope Hubble à l’époque, et maintenant de son successeur, le James Webb. C’est le plus près que j’ai jamais été de travailler à la NASA » sourit la jeune chercheuse, qui reprend : « En faisant ces stages j’ai rapidement compris que j’aimais beaucoup l’imagerie ». Or, SupOptique ne propose pas de spécialisation en imagerie pour l’astrophysique en dernière année. Elena Gofas Salas se lance donc dans un double diplôme en physique pour la médecine, spécialité imagerie médicale avec l’Imperial College de Londres. « Je ne voulais pas perdre de temps, et j’avais compris que toutes les imageries ont des points communs, même si elles sont dans différents domaines ». Mais l’univers de l’ingénierie médicale, qu’elle découvre alors, lalaisse vraiment partagée entre revenir à ses premières amours astrophysiques ou continuer dans la voie du médical. Un sujet de thèse qui semble écrit pour elle la sort de son dilemme : proposé par l’Office National des Etudes et Recherche Aérospatiales (ONERA), en partenariat avec l’hôpital des Quinze-Vingts, il consiste à appliquer des techniques de l’astrophysique à… l’imagerie rétinienne !

"Le plus important en clinique, c’est le confort du patient. On ne peut pas avoir recours à un prélèvement et une analyse histologique. A nous de trouver comment identifier ces cellules qu’on pense inflammatoires en utilisant uniquement les informations que l’on peut obtenir par des modalités d’imagerie"

De nouvelles techniques d'imagerie, pour voir ce qui est transparent

Pendant cette thèse, Elena Gofas Salas fait la preuve de concept de plusieurs nouvelles modalités d’optique adaptative pour extraire des biomarqueurs informatifs sur l’avancée des pathologies touchant l’œil. Un travail qu’elle continue durant son post-doctorat dans l’équipe du Dr Rossi, à l’université de Pittsburgh. Grâce à l’imagerie multi-offset, ce chercheur américain vient de parvenir à imager chez des primates non-humains les cellules ganglionnaires rétiniennes, dont l’image est très difficile à capter du fait de leur transparence. Malgré le poids de la pandémie internationale de covid, l’année et demi qu’elle passe sur place permet à Elena Gofas Salas de participer à l’application de cette nouvelle technique à l’imagerie clinique des cellules microgliales et ganglionnaires chez l’humain. Rentrée à l’hôpital des Quinze-Vingts dans l’équipe de Kate Grieve et Michel Pâques, pour reproduire ce travail en France, la jeune chercheuse et son équipe postdoctorale font une découverte : « Nous avons vu des cellules qui n’avaient pas été découvertes avant et qui semblent être des cellules inflammatoires Ces résultats ont beaucoup intéressé les ophtalmologues et les neurologues, car ces cellules sont situées dans la couche des cellules ganglionnaires, qui est touchée par beaucoup de maladies neurodégénératives comme la sclérose en plaque. Or le rôle de l’inflammation peut amplifier ou freiner cette dégénération. »

Elena Gofas Salas © DR - Institut de la Vision

De récompenses en reconnaissance

Ces résultats lui vaudront un certain nombre de reconnaissances, comme le Prix Postdoctoral 2021 de l’Institut Universitaire d’Ingénierie en Santé, qui lui apporte un financement pour une année de post-doctorat, et le Prix Jeunes Talents pour les femmes et la science 2022. « Ce qui est incroyable avec ce prix, plus que les 20 000€ de financement de mes recherches, c’est la création d’un réseau. Parfois, on se sent un peu seule dans notre expérience de femme dans la science et cela nous permet de nous entraider. » En effet, en amont de la remise du prix, aux côtés des 34 autres lauréates, Elena Gofas Salas effectue une semaine de retraite où elles témoignent et sont formées à la gestion du harcèlement, des biais de genre, au leadership féminin, etc. Des échanges précieux, qui résonnent avec sa propre expérience dans un univers essentiellement masculin, où être femme, et jeune, n’a pas toujours été facile. Car la jeune femme l’admet, elle a plusieurs fois eu envie de tout arrêter. Le 1er novembre 2022, elle est reçue au concours de chargée de recherche Inserm et rejoint ainsi la toute jeune équipe « Imagerie en direct : patients et cellules » montée par la Dr Kate Grieve (voir Guide de la Vue n°34, p22) à l’Institut de la Vision. « Ici, j’ai enfin trouvé un endroit où le bien-être des collaborateurs est réellement pris en compte » reprend Elena Gofas Salas.

Optimiser l'outil pour collecter des biomarqueurs d'identification cellulaire

Le projet de recherche porté par la jeune chargée de recherche s’articule en trois axes. Il y a tout d’abord le perfectionnement du système d’imagerie en lui-même, qui passe par l’optimisation des optiques utilisées, pour améliorer la qualité des images. Mais le gros morceau de sa recherche est l’utilisation de ces images pour identifier, de façon non invasive, les cellules photographiées. En effet, « le plus important en clinique, c’est le confort du patient. On ne peut pas avoir recours à un prélèvement et une analyse histologique. A nous de trouver comment identifier ces cellules qu’on pense inflammatoires en utilisant uniquement les informations que l’on peut obtenir par des modalités d’imagerie ». Pour cela, il va falloir être créative. En superposant différentes modalités d’imagerie, comme par exemple le contraste de phase et l’autofluorescence des cellules, et en comparant ces données avec celles issues d’une technique plus classique comme la tomographie en cohérence optique sur la même région de l’œil, la jeune chercheuse espère pouvoir extraire une grande quantité d’information. De plus, comme cette modalité de contraste de phase permet une excellente résolution et un suivi des cellules, de très nombreuses métriques vont pouvoir être collectées, telle que le diamètre de ces cellules, leur vitesse de déplacement… Ces biomarqueurs, en comparaison avec ceux issus de l’histologie, devraient donner une information sur le type de cellules observées. Si ce projet de recherche est à assez haut risque, il est pour autant très bien détaillé « et c’est ce qui plaît à la recherche française » sourit la jeune femme.

Elena Gofas Salas © DR - Institut de la Vision

L'imagerie fonctionnelle comme aide au diagnostic et au suivi d'évolution pathologique

En parallèle de ces deux premiers axes, le troisième pan des projets de recherche qu’Elena Gofas Salas a maintenant le loisir de développer porte sur la recherche clinique. En collaboration avec des cliniciens, ophtalmologistes et neurologues de l’hôpital des Quinze-Vingts et de l’Institut du Cerveau et de la moelle épinière, elle participe à l’analyse conjointe des images qu’elle acquière, et à leur comparaison avec d’autres modalités comme la résonance magnétique ou d’autres imageries cliniques. L’objectif : déterminer quelles informations peuvent être extraites des techniques d’imagerie qu’elle développe et les combiner avec les travaux d’imagerie fonctionnelle de sa directrice d’équipe pour déterminer si les cellules observées sont encore fonctionnelles ou non. Avec toujours en ligne de mire de comprendre le rôle de l’inflammation dans la neurodégénérescence, et de suivre l’évolution de la perte fonctionnelle associée à différentes pathologies comme la sclérose en plaque ou la neuropathie de Leber. En effet, développe Elena Gofas Salas, « suivre les mécanismes inflammatoires va nous aider à mieux comprendre le rôle de cette réaction dans les différentes pathologies où elle se produit ». Plus encore, ces techniques devraient permettre de visualiser directement l’effet des nouvelles thérapies de type thérapie génique sur la freination de la neurodégénérescence.S’il s’agit maintenant pour la jeune chercheuse de trouver le bon tempo pour développer ses projets, après la frénésie de la thèse et des post-doctorats, celle-ci n’a pas perdu un pouce de son ambition de travailler avec les meilleurs laboratoires du monde. A terme, elle aimerait d’ailleurs avoir sa propre équipe de recherche pour « pouvoir créer des projets à plus grande échelle ». Pour autant, c'est dans l’IHU FOReSIGHT qui réunit l’Institut de la Vision et l’hôpital des Quinze-Vingts pour la vision qu’elle voit son avenir. Une carrière à suivre à la loupe !

Propos recueillis par Alice Aurias