Un microscope robotique met la pathologie à jour

Une image de Cody Daniel brielle domings

Cody Daniel '11 était un lycéen à la recherche de farces complexes à faire à ses amis lorsqu'il est tombé sur l'histoire des hacks au MIT. J'ai trouvé la culture subversive du MIT très excitante et j'ai adoré le caractère des étudiants, dit-il. Aujourd'hui, après avoir étudié le génie mécanique comme l'un de ces étudiants, il renverse le statu quo d'une manière beaucoup plus sérieuse en introduisant l'imagerie 3D à haut volume dans le domaine de la pathologie, où elle a le potentiel de fournir des connaissances scientifiques sans précédent.

C'est lors d'une conversation décalée de fin de soirée lors d'une soirée Steer Roast à la Senior House du MIT que Daniel a rencontré pour la première fois Todd Huffman, avec qui il s'associera plus tard pour lancer 3Scan, une société de biotechnologie qui change notre façon de comprendre la biologie humaine. Lui et moi avons commencé à parler des technologies futures, des neurosciences et du téléchargement du cerveau - tous ces concepts étranges et inattendus, dit-il.

Lorsqu'ils se sont rencontrés, Huffman travaillait dans le laboratoire de feu Bruce McCormick, informaticien et fondateur du Brain Networks Lab de la Texas A&M University. McCormick a été le pionnier de la technologie du microscope à balayage à lame de couteau (KESM), qui capture des images haute résolution de fines couches de tissu, permettant de créer des images numériques 3D de structures cellulaires. Les deux ont réalisé qu'avec l'expérience de Daniel en ingénierie et en instrumentation, ils pouvaient commercialiser le prototype de McCormick et l'utiliser pour automatiser une grande partie du travail minutieux que font généralement les pathologistes lorsqu'ils examinent des échantillons d'organes, de tissus et de fluides pour étudier et diagnostiquer la maladie.

La pathologie implique généralement de couper des échantillons de tissus à la main, de placer chaque échantillon entre deux morceaux de verre et de l'étudier au microscope. La méthode est restée pratiquement inchangée pendant plus de 150 ans. Un être humain peut généralement traiter environ 12 tranches d'échantillons par heure.

Gauche : tissu musculaire humain ; À droite : intestin murin

3Scan accélère considérablement ce processus. Son outil KESM utilise un couteau diamanté automatisé pour couper des échantillons à 1 000 tranches par heure tout en numérisant simultanément une image de chaque tranche, puis en superposant ces numérisations pour créer un modèle de tissu 3D avec une résolution à l'échelle du micron, comme celle d'un scanner.

La plate-forme de 3Scan a le potentiel d'éclairer les mécanismes par lesquels les processus biologiques deviennent anormaux, ce qui pourrait améliorer les diagnostics, dit Daniel. Il n'y a qu'une quantité limitée de tissus qu'une personne peut voir au cours de sa vie, et si nous pouvons construire quelque chose qui examine la pathologie dans de nombreux groupes démographiques différents, dans de nombreux cas et maladies différents, nous pouvons obtenir de meilleures informations, explique-t-il. Il existe également des rapports qui montrent que les pathologistes parviennent à un consensus sur un cas 80% du temps. C'est un taux de réussite assez élevé, à moins que ce ne soit votre diagnostic, auquel cas c'est très effrayant.

Une fois que les outils de 3Scan ont effectué l'imagerie et l'analyse initiale, les données sont renvoyées aux pathologistes, qui explorent et traduisent les résultats. Nous aimons imaginer le pathologiste comme le chef d'orchestre d'un orchestre de robots qui peuvent aller là-bas et imager de vastes domaines de la biologie, dit Daniel. Le pathologiste joue un rôle crucial en étant la perspective humaine informée, en différenciant ce qui est pathologique de ce qui est normal au sein de cette biologie.

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