Les scientifiques ont développé une technique d'élastographie optique qui pourrait révolutionner la précision et la facilité avec lesquelles les professionnels de la santé peuvent détecter les altérations biomécaniques des cellules et des tissus.

Une étude issue d'une collaboration internationale entre l'Université d'Exeter, Fiducie de la Fondation NHS des hôpitaux du Gloucestershire, l'Université de Pérouse (Italie) et l'Institut des matériaux du Conseil national de la recherche d'Italie (IOM-CNR) ont appliqué une approche biophotonique innovante pour mettre en évidence comment les processus microscopiques entraînent la modification mécanique des tissus biologiques.

L'équipe d'experts, coordonné par le Dr Francesca Palombo de l'Université d'Exeter et le Prof. Daniele Fioretto de l'Université de Pérouse, Italie, ont analysé le grand potentiel de la technique dans l'étude des tissus à l'échelle microscopique.

Alors que les propriétés mécaniques des cellules et des tissus jouent un rôle fondamental dans le fonctionnement des cellules et le développement de la maladie, les méthodes traditionnelles pour étudier ces propriétés peuvent être limitées et invasives.

Les scientifiques ont récemment utilisé la microscopie Brillouin - une forme d'imagerie qui utilise la lumière pour créer une mesure acoustique des cellules et des tissus - comme moyen d'effectuer des études non invasives de ces propriétés biomécaniques.

Cependant, un facteur de complication dans ces mesures est la contribution de l'eau à la fois à la biomécanique tissulaire et cellulaire, ainsi que le spectre Brillouin lui-même.

Maintenant, pour la nouvelle étude, l'équipe a utilisé des hydrogels de biopolymères naturels pour imiter les tissus humains et comparer les résultats aux mesures prises dans des échantillons de tissus humains.

Ils ont découvert que cette nouvelle technique permet d'étudier les propriétés fonctionnelles des tissus (et les altérations) à une échelle subcellulaire, ce qui signifie que les professionnels peuvent obtenir des informations en analysant une nouvelle région spatio-temporelle des processus biologiques.

Les résultats de cette étude démontrent que, alors que l'eau joue un rôle majeur dans la détermination des propriétés mécaniques, l'effet du soluté, y compris les protéines, lipides et autres composants se manifeste notamment par la viscosité, ce qui est pertinent pour le transport des métabolites et des molécules actives.

La recherche a été publiée dans Avancées scientifiques .

Dr Palombo, professeur agrégé en spectroscopie biomédicale à l'Université d'Exeter, a déclaré:"Nous avons entrepris de comprendre les bases des signaux Brillouin dans les échantillons biomédicaux.

« Tout en prenant du recul pour analyser les fondamentaux de ce processus de diffusion de la lumière, nous avons fait un progrès substantiel en ce sens que nous comprenons maintenant la contribution distinctive de la dynamique interfaciale, au-delà de l'eau en vrac, à la réponse viscoélastique des tissus biologiques.

« Cela a des implications de grande envergure dans les changements de phase, ainsi que l'anisotropie acoustique, sont des scénarios idéaux où l'imagerie Brillouin fournit des informations uniques. Nous travaillons toujours à établir la pertinence de cette technique en sciences médicales, Cependant, il est incontestable qu'il offre un mécanisme de contraste inestimable pour détecter les états physiologiques et pathologiques."