Comme les cellules vivantes absorbent l'eau lourde, le deutérium est incorporé dans des protéines nouvellement fabriquées, lipides et ADN. Lorsque les chercheurs ont dirigé la lumière d'un microscope à diffusion Raman stimulée (SRS) sur une seule cellule, chacune des macromolécules ci-dessus pourrait être identifiée à l'intérieur. Crédit :laboratoire Wei Min/Université Columbia
Les outils d'imagerie comme les rayons X et l'IRM ont révolutionné la médecine en donnant aux médecins une vue rapprochée du cerveau et d'autres organes vitaux dans la vie, les gens qui respirent. Maintenant, Des chercheurs de l'Université de Columbia rapportent une nouvelle façon de zoomer aux plus petites échelles pour suivre les changements au sein des cellules individuelles.
Décrit dans le dernier numéro de Communication Nature , l'outil combine un traceur chimique largement utilisé, D2O, ou de l'eau lourde, avec une méthode d'imagerie laser relativement nouvelle appelée diffusion Raman stimulée (SRS). Les applications potentielles de la technique incluent l'aide aux chirurgiens pour éliminer rapidement et précisément les tumeurs, pour aider à détecter les traumatismes crâniens et les troubles du développement et du métabolisme.
"Nous pouvons utiliser cette technologie pour visualiser les activités métaboliques chez un large éventail d'animaux, " a déclaré Wei Min, auteur principal de l'étude, professeur de chimie à l'Université de Columbia. "En suivant où et quand les nouvelles protéines, les lipides et les molécules d'ADN sont fabriqués, nous pouvons en apprendre davantage sur la façon dont les animaux se développent et vieillissent, et ce qui ne va pas en cas de blessure et de maladie."
La percée implique l'utilisation d'eau lourde comme traceur chimique. Fabriqué en échangeant les atomes d'hydrogène de l'eau avec leur parent plus lourd, deutérium, l'eau lourde a l'apparence et le goût de l'eau ordinaire et à petites doses (pas plus de cinq cuillères à soupe pour les humains) est potable. Une fois métabolisé par les cellules du corps, l'eau lourde est incorporée dans les protéines nouvellement fabriquées, lipides et ADN, où le deutérium forme des liaisons chimiques avec le carbone.
Lorsque ces liaisons carbone-deutérium sont frappées par la lumière, ils vibrent à des fréquences variables, les chercheurs ont découvert, permettant d'identifier chaque macromolécule en tant que protéine, lipide ou ADN. A partir de ces signatures fréquentielles, ils pourraient suivre la croissance de nouvelles protéines, lipides et ADN dans le cerveau de l'animal, peau, intestin et d'autres organes.
