Les cellules sont les éléments de base de la vie et, En tant que tel, ils font l'objet d'études intenses depuis l'invention du microscope optique au XVIIe siècle. Le développement des méthodes de spectrométrie de masse (MS), celles qui définissent la composition chimique des cellules, représente une étape supplémentaire pour la recherche dans le domaine de la biologie cellulaire. Dans le dernier numéro de la revue Méthodes naturelles , le groupe de travail dirigé par le Prof. Klaus Dreisewerd et le Dr Jens Soltwisch de l'Institut d'hygiène de l'Université de Münster présente une méthode qui a amélioré la résolution spatiale de la spectrométrie de masse MALDI d'environ un millième de millimètre.

MALDI signifie désorption/ionisation laser assistée par matrice. La particularité de la technologie que les chercheurs ont baptisée t-MALDI-2 (avec 't' pour mode de transmission) est l'utilisation de deux lasers spécialement adaptés :l'un d'eux génère une focalisation particulièrement faible sur la matière enlevée, tandis que l'autre produit l'amélioration du signal nécessaire pour de nombreuses biomolécules jusqu'à plusieurs magnitudes, par exemple, pour les vitamines liposolubles comme la vitamine D, cholestérol ou des médicaments administrés. Des informations sur leur répartition précise dans les cellules et les tissus peuvent, entre autres, aider à produire une meilleure compréhension des processus de la maladie et de l'inflammation et montrer de nouvelles stratégies pour les traiter.

Les méthodes MALDI MS définissent la nature et la composition des molécules sur la base de leur masse caractéristique, c'est-à-dire de leur "poids moléculaire". Cela permet de prélever un échantillon irradié par le laser - par exemple, une fine section de tissu obtenue à partir d'une biopsie - et définir simultanément souvent des dizaines, même des centaines, de différentes biomolécules en une seule mesure. Cependant, jusqu'à présent, la résolution fournie par l'imagerie par spectrométrie de masse était bien inférieure à celle de la microscopie optique classique. Suite à l'introduction de la nouvelle technologie t-MALDI-2, il a été possible de réduire sensiblement cet écart

« L'amélioration décisive qu'offre notre méthode, en comparaison avec les méthodes d'imagerie MALDI établies, repose sur la combinaison et l'extension de deux méthodes techniques jusqu'alors utilisées, " explique le Dr Marcel Niehaus, l'un des deux auteurs principaux de l'étude. "Pour une chose, dans la géométrie de transmission, nous irradions nos échantillons sur le verso. Cela nous permet de placer des lentilles de microscope de haute qualité très près de l'échantillon, réduisant ainsi la taille du point laser. C'est différent de ce qui est possible, pour des raisons géométriques, dans les méthodes standard, où les échantillons sont irradiés depuis la direction de l'analyseur de masse. » Cependant, dans les zones infimes de l'échantillon qui sont enlevées par le laser, il n'y a qu'une très petite quantité de matériau disponible pour la mesure MS ultérieure. La deuxième étape décisive a donc été l'utilisation d'une méthode (appelée MALDI-2) que les chercheurs avaient déjà introduite dans le monde scientifique en 2015 dans le Science journal. L'effet est que le laser dit de post-ionisation produit un transfert accru des molécules initialement non chargées vers une forme ionique. Ce n'est que si les molécules ont une charge positive ou négative qu'elles sont visibles pour l'analyseur de masse.

Dans leur étude, les chercheurs démontrent les possibilités offertes par leur technologie, en prenant les fines structures du cervelet d'une souris et en utilisant des cultures de cellules rénales. "Notre méthode pourrait améliorer la compréhension future de nombreux processus dans le corps au niveau moléculaire, " dit le professeur Dreisewerd. " De plus, méthodes établies de la microscopie optique, par exemple, microscopie à fluorescence - pourrait être fusionnée avec l'imagerie par spectrométrie de masse dans un instrument « multimodal », " il ajoute, dans une perspective d'avenir.