Multipliant par 400 la vitesse des méthodes précédentes pour atteindre 19,2 images par seconde, une technique de microscopie ultra-rapide mise au point par des chercheurs de l’Université de Tokyo filme l’activité cellulaire en trois dimensions. Cette avancée a été publiée en octobre 2026.
Le bond de performance de la tomographie MIP-ODT à l’Université de Tokyo
Les méthodes traditionnelles de tomographie photothermique infrarouge tridimensionnelle plafonnaient. Elles restaient sous la barre des 0,05 images par seconde.
Ces méthodes étaient entravées par la lenteur des mesures séquentielles. Elles dépendaient aussi du moyennage des signaux nécessaire à chaque angle d’illumination.
L’équipe du Département de physique de l’Université de Tokyo a brisé ce verrou technologique. Leur nouveau système est baptisé tomographie par diffraction optique photothermique infrarouge à cadence vidéo ou MIP-ODT.
Ce système génère une image tridimensionnelle complète toutes les 52 millisecondes. Le dispositif atteint précisément 19,2 images par seconde. Il surpasse de quatre cents fois la cadence des approches antérieures.
Pour s’affranchir des limites de vitesse, les chercheurs ont combiné deux innovations techniques majeures. D’une part, ils ont exploité un modulateur spatial de lumière pour orienter instantanément le faisceau d’illumination sous différents angles. D’autre part, ils ont optimisé le rapport signal sur bruit à chaque prise de vue pour conserver des clichés d’une netteté irréprochable.
L’imagerie chimique sans colorant pour observer les lipides cellulaires
Contrairement aux techniques classiques de fluorescence qui exigent l’introduction de substances chimiques parfois toxiques pour les échantillons vivants, la méthode MIP-ODT fonctionne sans aucun marqueur.
Le procédé repose sur l’irradiation de la cellule. Cette irradiation utilise de la lumière infrarouge moyenne.
Cette lumière cible une fréquence spécifique. Elle fait vibrer les liaisons chimiques particulières de chaque molécule.
Chaque type de molécule possède ainsi sa propre signature fréquentielle. Cette spécificité permet aux scientifiques de cartographier la composition chimique interne de la cellule en illuminant l’échantillon avec de la lumière visible, sans perturber sa physiologie.
En pratique, l’équipe a pu suivre le comportement des gouttelettes lipidiques. Ces structures intracellulaires sont chargées de stocker les graisses et de réguler l’énergie. L’analyse tridimensionnelle a révélé des modes de transport cellulaire impossibles à décoder avec une simple observation en deux dimensions.
Masato Fukushima a déclaré : « Nos recherches transforment cette technique, qui servait principalement à observer des échantillons relativement statiques, en un outil capable d’étudier quantitativement des processus biologiques rapides en trois dimensions. »
Les perspectives thérapeutiques face aux troubles neurodégénératifs
Au-delà du suivi des lipides, les perspectives ouvertes par cette technologie concernent l’étude des condensats biomoléculaires. Ces compartiments cellulaires dépourvus de membrane regroupent des protéines et des acides nucléiques. Lorsqu’ils adoptent un comportement anormal, ces condensats favorisent le développement de pathologies neurodégénératives.
Comprendre comment ces structures naissent, croissent et se transforment in vivo pourrait guider la conception de nouveaux traitements médicaux. L’équipe ambitionne désormais d’explorer des questions fondamentales restées inaccessibles aux instruments conventionnels.
Takuro Ideguchi a déclaré : « Notre prochaine étape consiste à aborder des questions biologiques fondamentales qu’il est impossible d’explorer avec des techniques conventionnelles. L’un des atouts majeurs de l’imagerie chimique sans marquage est sa capacité à fournir des informations quantitatives sur la composition chimique des cellules vivantes. »
Les travaux de l’équipe ont fait l’objet d’une publication. Cette étude est parue dans la revue Nature Communications.
Cette parution marque une étape supplémentaire vers une observation quantitative et rigoureuse de la dynamique du vivant à l’échelle nanométrique.
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