Des scientifiques de l'Institut pour la matière molle et les matériaux fonctionnels du Centre Helmholtz de Berlin (HZB) en Allemagne et de l'Institut national américain contre le cancer (National Cancer Institute - NCI - Etats-Unis) ont développé un microscope de pointe offrant des images instantanées de cellules en 3D sans avoir à les traiter chimiquement ou à les colorer pour l'étude.
Présentés dans la revue spécialisée "Nature Methods", le nouvel appareil permettrait de pallier les insuffisances en matière de technologies actuelles et se révéler utile en médecine ainsi qu'en biologie structurale.
Selon les chercheurs, des images 3D haute résolution de la cellule complète sont disponibles en une seule étape. Ce nouveau dispositif l'emporte sur la microscopie électronique car il génère des images 3D de cellules intactes. De plus, il s'agit d'une alternative beaucoup plus rapide, car la microscopie électronique requiert quelques semaines pour obtenir une image 3D d'une seule cellule. Le nouveau microscope l'emporte également sur la microscopie à fluorescence, car cette technique permet aux chercheurs d'observer les structures étiquetées uniquement après leur avoir appliqué une coloration.
En tirant parti du contraste naturel entre la matière organique et l'eau, l'équipe a pu former une image de toutes ces structures cellulaires, expliquent les chercheurs. Ils ont reconstruit des cellules d'adénocarcinomes de souris en 3D.
Ils ont par ailleurs pu observer les plus petits détails des cellules tels que les pores dans l'enveloppe du noyau, sa double membrane, les invaginations de la membrane interne mitochondriale, les canaux de membranes du noyau ainsi que des organelles cellulaires tels que les lysosomes. Le rayonnement X a imagé l'ultrastructure des cellules à une précision de l'ordre de 30 nanomètres.
L'équipe a utilisé de la lumière partiellement cohérente pour illuminer les minuscules structures de l'objet congelé et a ainsi obtenu une résolution en 3D. La source de synchrotron du HZB, BESSY II, a été utilisée pour la production de la lumière.
Les chercheurs ont expliqué que la cohérence partielle est la propriété de deux ondes dont la phase relative subit des fluctuations aléatoires toutefois insuffisantes pour générer une onde complètement incohérente. En utilisant cette approche avec une lentille de haute résolution, ils sont parvenus à visualiser les ultrastructures des cellules à un degré de contraste sans précédent.
D'après les chercheurs, ces derniers développements offriront au monde médical une meilleure vue d'ensemble des processus intracellulaires, comme par exemple la pénétration des virus ou des nanoparticules dans une cellule ou le noyau.
