Comment les cellules réagissent-elles aux médicaments ? Des chercheurs de l’Université de Bielefeld et de l’Université de Vienne ont développé une nouvelle méthode de microscopie dans le cadre du projet européen CHEM-SCAN. Cette technique rend visibles les plus petites structures cellulaires tout en montrant comment leur environnement moléculaire change, selon les résultats publiés dans la revue scientifique Optica.
Une combinaison technologique pour observer l’intérieur cellulaire
La nouvelle méthode atteint une résolution spatiale de 156 nanomètres et permet de capturer des processus rapides dans les cellules vivantes. Elle associe la microscopie à super-résolution à des mesures de durée de vie de fluorescence, fournissant ainsi des informations supplémentaires sur les cellules. En combinant la super-résolution avec les mesures de durée de vie de fluorescence, nous pouvons non seulement voir où certaines molécules sont situées dans une cellule. Nous obtenons également des informations sur l’environnement moléculaire dans lequel elles se trouvent
, a déclaré le Dr Henning Ortkraβ, l’un des auteurs de l’étude et membre du groupe de recherche dirigé par le professeur Thomas Huser, coordinateur du projet CHEM-SCAN.
Dans le détail, les chercheurs combinent deux techniques distinctes. La microscopie à illumination structurée rend visibles des structures cellulaires trop petites pour être résolues par des microscopes optiques conventionnels. La microscopie à imagerie de durée de vie de fluorescence mesure quant à elle le temps pendant lequel les molécules fluorescentes émettent de la lumière. Cette durée peut varier en fonction de leur environnement moléculaire, par exemple en raison de variations du pH. Jusqu’à présent, il n’était possible de combiner ces informations que de manière limitée avec la microscopie à haute résolution. La nouvelle technique combine une haute résolution spatiale, des vitesses d’imagerie rapides et un large champ de vision, des capacités démontrées à l’aide d’une lignée cellulaire de cancer des os humain.
Une base pour améliorer la recherche pharmaceutique
Cette méthode est appliquée dans le cadre du projet CHEM-SCAN, qui bénéficie d’un financement du Conseil européen de l’innovation. Le projet étudie notamment comment les agents chimiothérapeutiques utilisés dans le traitement du cancer peuvent être adaptés pour agir aussi efficacement que possible à la fois sur les tumeurs et sur les métastases qui en découlent. Pour étudier cette efficacité, des colorants fluorescents spécialisés sont utilisés, lesquels fournissent des informations sur l’état des cellules cancéreuses grâce aux mesures de durée de vie de fluorescence.
Mieux les chercheurs peuvent observer ce que les médicaments déclenchent à l’intérieur des cellules individuelles, plus ils peuvent examiner précisément leurs effets et leurs effets secondaires potentiels. Cette technique pourrait ainsi contribuer à améliorer la compréhension de l’action des médicaments au niveau cellulaire et offrir une base pour de nouvelles approches en recherche biomédicale. Nos résultats ouvrent une nouvelle dimension de contraste pour la microscopie à super-résolution
, a souligné le professeur Dr Thomas Huser concernant la portée de ces travaux. Nous pouvons étudier la fine structure des cellules à grande vitesse tout en obtenant simultanément des informations sur leur environnement moléculaire. Cela constitue une base importante pour les applications futures dans la recherche sur les cellules vivantes et les médicaments.
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