211service.com
Cellules, en direct et en 3D
Des chercheurs du MIT ont conçu un microscope pour générer des films en trois dimensions de cellules vivantes. Le microscope, qui fonctionne comme un tomodensitomètre cellulaire, permettra aux scientifiques d'observer le comportement des cellules en temps réel avec un niveau de détail plus élevé. Ce nouveau dispositif surmonte un compromis entre la résolution et l'action en direct qui a entravé la capacité des chercheurs à examiner les cellules et pourrait conduire à de nouvelles méthodes de criblage de médicaments.
Un aperçu à l'intérieur : Cette image d'un ver vivant d'un millimètre de long prise avec un nouveau microscope 3D montre clairement les structures internes, y compris le système digestif. La bouche du ver est au sommet et la bande rouge épaisse est le pharynx du ver.
Les cellules ne peuvent pas être examinées au microscope traditionnel car elles n'absorbent pas beaucoup de lumière visible. Le microscope du MIT s'appuie donc sur une autre propriété optique des cellules : comment elles réfractent la lumière. Lorsque la lumière traverse une cellule, sa direction et sa longueur d'onde changent. Différentes parties de la cellule réfractent la lumière de différentes manières, de sorte que le microscope MIT peut montrer les parties dans tous leurs détails.
Michael Champ , professeur de physique au MIT qui a dirigé le développement du nouveau microscope, affirme que d'autres méthodes de création d'images tridimensionnelles de cellules permettent uniquement aux chercheurs d'examiner des artefacts contrôlés. Pour être visualisées à l'aide d'un microscope conventionnel, les cellules doivent être traitées avec des agents de fixation et des colorants, et sont mortes ; ce qui est visible dans ces images n'est pas vraiment à quoi ressemble une cellule, dit-il. Notre technique vous permet d'étudier les cellules dans leur état natif sans aucune préparation. Il peut, par exemple, capturer des chromosomes qui s'enroulent pendant la division cellulaire ou une cellule de cancer du col de l'utérus qui se ratatine lorsqu'elle est traitée avec de l'acide acétique.
Le microscope crée des images tridimensionnelles en combinant de nombreuses images d'une cellule prises sous plusieurs angles différents. Il ne faut actuellement qu'un dixième de seconde pour générer chaque image tridimensionnelle, assez rapidement pour observer les cellules répondre en temps réel. Cette technique de traitement, appelée tomographie, est également utilisée pour l'imagerie médicale dans les tomodensitogrammes, qui combinent des images radiographiques prises sous de nombreux angles différents pour créer des images tridimensionnelles du corps.
Multimédia
Voir un rendu tridimensionnel d'une cellule cancéreuse vivante.
Mais le microscope du MIT fonctionne à une échelle beaucoup plus petite que les appareils d'imagerie médicale. Les chercheurs ont créé des images de cellules individuelles, y compris des cellules cancéreuses du col de l'utérus, et de très petits vers, appelés C. elegans . Chaque ver ne mesure qu'un millimètre de long et n'est composé que d'un millier de cellules environ. Feld dit que le microscope ne peut actuellement rien imager de beaucoup plus gros que cela, car des tissus plus épais contenant un grand nombre de cellules diffusent la lumière, créant une image brumeuse. Les futures versions du microscope pourraient surmonter cette limitation en émettant et en détectant la lumière à partir d'un seul endroit ; le microscope actuel éclaire un côté de l'échantillon et le recueille de l'autre.
À l'aide du microscope de Feld, vous pouvez capturer des cellules dans leur environnement naturel et voir comment elles réagissent aux changements, explique Maryann Fitzmaurice , professeur agrégé de pathologie à la Case Western Reserve University. Sinon, vous obtenez juste un instantané dans le temps d'une cellule. Fitzmaurice dit que parce que la technique est si nouvelle, il n'est pas clair ce que les chercheurs apprendront sur les cellules en examinant les images de réfraction. C'est une technique très basique, avec beaucoup d'utilisations potentielles, dit-elle. Une application potentielle peut être dans les tests de dépistage de drogues dans des cellules vivantes. Les chercheurs pourraient doser les cellules avec un composé thérapeutique potentiel et utiliser le microscope pour observer leur réponse.
Feld et ses collaborateurs de la Harvard Medical School ont déjà utilisé leur microscope pour éclairer le fonctionnement d'un test médical. Lors des examens pelviens, les médecins effectuent parfois un test visuel de cancer du col de l'utérus en appliquant de l'acide acétique sur le col de l'utérus, ce qui fait blanchir les tissus précancéreux. Fitzmaurice dit que les médecins savent que cela fonctionne, mais pas pourquoi. À l'aide du microscope du MIT, les chercheurs ont pu voir clairement les changements dans différentes parties de la cellule, ce qui est très précieux pour comprendre ce test, explique Fitzmaurice.