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VISUALISATION 3D DES CELLULES PAR LE SON SANS LES ENDOMMAGER

Les savants du Japon et du Thaïlande ont utilisé l’ultrason de la picoseconde pour l’examen des cellules isolés au nanoniveau. Cette méthode de visualisation permet d’obtenir la résolution spatiale de 150 de nanomètres, ce que donne aux savants la possibilité de faire les coupes virtuelles des cellules et des tissus sans les endommager.

Ce travail de l’équipe des savants prouve la conception de l’utilisation de l’ultrason de la picoseconde, qui s’utilisait auparavant pour l’examen des qualités mécaniques et termales des métaux et semi-conducteurs. Les biotissus conviennent parfaitement pour telles recherches, car ils sont sensibles à la vitesse du son, à la densité et à l’impédance.

Les savants ont choisis deux types des biotissus : la cellule endothéliale de l’aorte d’un bœuf et un adipocyte d’un souris. La décision d’utiliser ces deux cellules n’est pas fortuite, car les cellules endothéliales jouent un rôle-clef dans la physiologie des globules sanguines, et les adipocytes ont une autre géométrie, par quoi elles créent le contraste.

Pendant l’investigation la cellule était mise dans la solution sur un substrait de saphir avec la couverture de titane. On a fait scanning du point de formation par le son d’haute fréquence, généré par un rayon des impulsions à laser d’ultrason focalisés sur une pellicule de titane. Donc, en focalisant un autre rayon des impulsions à laser sur le même point pour fixer les changements dans les réflexions optiques, provoqués par le son, l’équipe a eu la possibilité d’accumuler les données nécessaires pour la construction de l’image.

«En faisant le scanning de deux rayons en même temps, nous avons pu créer l’image acoustique de la cellule, qui représente une coupe d’elle» - explique le coauteur , professeur Oliver B. Wright(section de la physique appliquée, faculté de l’ingénierie de l’Université de Hokkaidō). «Nous pouvons visualiser une coupe isolé sur une profondeur définie par le changement du calcul du temps entre les deux rayons des impulsions à laser».

Les résultats du travail ont montré que la visualisation 3D des cellules et des organites est possible sans la lésion de la cellule-même, mais elle se trouve toujours à un stade hâtif de développement. Aujourd’hui, cette méthode prend trop de temps, c’est pourquoi on ne peut pas l’utiliser en pratique.

Malgré que pendant cette expérience les savants n’ont pas pu différencier le contenu de la cellule, ils sont sûrs, qu’après le perfectionnement de la méthode cela va devenir possible. Les savants  sont branchés déjà à quelques voies de résolution de ces restrictions : utiliser le laser d’impulsions ultraviolet au lieu de celui infrarouge, qui limite la résolution spatiale ; et utiliser le substrait de diamant, ce que va améliorer considérablement la qualité des images et la puissance du laser, permettant de porter le chaud de la section étudiée. Ces changements peuvent devenir un bond à la visualisation in vivo, laissant étudier les  qualités mécaniques des cellules et des organites. Cette méthode va nous donner aussi une meilleure compréhension de tels processus que la caryocinèse, l’apoptose, l’adhésion et la mobilité.

«Les méthodes de la visualisation des cellules d’aujourd’hui consiste en combinaison des paramètres optiques et élastiques de la cellule, qu’on peu à peine distinguer» - a dit Wright. «Mais nous avons inventé comment est possible de les distinguer, ce que va nous permettre mesurer les qualités mécaniques de la cellule plus précisement. Dans le proche avenir nous allons essayer cette méthode et l’essayer sur les organismes unicellulaires ou même bactéries.»

Dr. Yuriy Sarkisov, rédacteur chez BiMedis

22.06.2015
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