Israël: des scientifiques israéliens trouvent le moyen d'imager en 3D des cellules vivantes

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Asst. Prof. Yoav Shechtman de la Faculté de génie biomédical du Technion. (crédit photo: BUREAU DU PORTE-PAROLE TECHNION)

Des scientifiques israéliens trouvent un moyen d'imager en 3D des cellules vivantes

Les chercheurs pensent que ce nouveau moyen de visualisation mènera à des percées scientifiques et à des applications dans la recherche biologique et biotechnologique, le diagnostic médical et de nouveaux traitements.

Les scientifiques du Technion , l'Institut israélien de technologie, ont développé une nouvelle méthode pour l'imagerie 3D des processus nanométriques à l'intérieur des cellules vivantes pendant leur déplacement, ce qui augmentera la facilité à évaluer les attributs de la population, à diagnostiquer les conditions médicales et à tester de nouveaux médicaments, selon un communiqué de presse de l'université.

Le professeur Yoav Shechtman de la Faculté de génie biomédical, qui a dirigé le projet de recherche, a repensé une machine d'imagerie existante créant une nouvelle machine qui produit des images 3D de 1000 cellules par minute.

La recherche a également été dirigée par le chercheur postdoctoral, le Dr Lucien E. Weiss, et l'équipe a publié ses résultats dans la revue universitaire Nature Nanotechnology.

«Notre objectif est de permettre l'imagerie 3D dans des cellules vivantes dans des conditions qui ressemblent à leur environnement naturel. Non moins important, nous visons à le faire à des débits élevés. C'est un énorme défi, car la microscopie 3D nécessite généralement beaucoup de temps et une sorte de numérisation. Ici, nous utilisons des images uniques pendant que les cellules coulent », a déclaré Asst. Prof. Shechtman.
«Ce succès peut avoir des applications importantes en science fondamentale, telles que la compréhension de la structure 3D de l'ADN dans une cellule vivante, ainsi que dans le domaine de la nanomédecine, ce qui signifie un traitement médical basé sur des particules nanométriques conçues comme celles créées dans le laboratoire du professeur Schroeder», Shechtman c'est noté.
«Par exemple, la nouvelle technologie nous permettra de mesurer le taux d'absorption des particules thérapeutiques dans les cellules vivantes, de suivre leur dispersion dans la cellule et de surveiller leur effet sur la cellule. Il existe aujourd'hui des techniques de cartographie et de mesure des cellules, mais celles qui fournissent un débit élevé ne montrent qu'une image partielle et en 2D. Notre technologie combine les avantages des différentes techniques et fournit une image 3D à un rythme élevé », a-t-il expliqué.
Avec le nouveau système, des expériences ont été menées sur des molécules d'ADN de levure vivante et de globules blancs avec des particules nanométriques, en collaboration avec le laboratoire du professeur Avi Schroeder de la Wolfson Faculty of Chemical Engineering.
«Le taux d'échantillonnage et le nombre de cellules échantillonnées sont très importants dans le contexte biologique, car la biologie est généralement imprécise, et pour parvenir à une conclusion, il est nécessaire d'avoir des statistiques à l'aide de grandes quantités.

Dans certains cas, en raison de faibles taux d'échantillonnage, il est impossible de collecter ce type d'informations statistiques. Au moment où vous avez terminé de collecter les données, le phénomène intéressant a déjà changé. Par conséquent, il est important d'utiliser une technologie qui permet des taux d'échantillonnage élevés », a poursuivi Schectman.

Discutant des mérites de la technologie d'imagerie précédente, Schechtman a déclaré que ImageStream - la machine d'imagerie sophistiquée qui a été repensée - est "un excellent outil, mais jusqu'à présent, n'a été utilisé que pour enregistrer des images 2D ou des projections d'objets. Pour de nombreuses applications, cependant, il est important de collecter des données 3D. Par exemple, même si nous voulons simplement déterminer la distance entre deux particules, une mesure 2D n'est pas suffisante, car la dimension de la profondeur contribue également à la distance. "
Cela a conduit les chercheurs à trouver des moyens de passer à l'imagination 3D. 
«À cette fin, nous devions« ouvrir le capot »et assembler notre système optique unique à l'intérieur. Gardez à l'esprit qu'il s'agit d'une machine qui coûte des centaines de milliers de dollars, et nous ne pouvions pas tenir pour acquis que l'unité d'imagerie du Lokey Center serait d'accord, mais à partir du moment où nous avons ouvert la machine et regardé à l'intérieur, c'était évident ce dont nous devions faire pour obtenir ce dont nous avons besoin  (sans causer de dommages) », a déclaré Shechtman.
Les chercheurs pensent que ce nouveau développement mènera à des percées scientifiques et à des applications dans la recherche biologique et biotechnologique, le diagnostic médical et de nouveaux traitements. 

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