Des scientifiques de la division d'imagerie de la vie transdimensionnelle de l'Institut pour les initiatives de recherche ouvertes et transdisciplinaires (OTRI) de l'Université d'Osaka ont créé un système d'imagerie optique capable de capturer un nombre sans précédent de cellules dans une seule image. En combinant un appareil photo ultra-haut pixel et un énorme objectif, l'équipe a pu facilement observer extrêmement rare, situations "un sur un million". Ce travail fournit un nouvel outil précieux pour l'observation simultanée de la dynamique à l'échelle centimétrique des populations multicellulaires avec une résolution micrométrique pour voir les fonctions des cellules individuelles.

En biologie, les scientifiques s'intéressent souvent aux valeurs aberrantes d'une population, telles que les cellules avec une fonction rare qui peuvent apparaître chez moins d'un individu sur un million. Ces expériences ont été entravées par le compromis inhérent aux microscopes entre voir des cellules à une résolution spatiale suffisante tout en maintenant un champ de vision suffisamment grand pour capturer des spécimens inhabituels. Les scientifiques passent souvent plusieurs minutes à déplacer des lames à la recherche des bonnes cellules à étudier.

Maintenant, une équipe de scientifiques dirigée par l'université d'Osaka a mis au point un système capable de produire une image contenant jusqu'à un million de cellules à la fois. "Les microscopes biologiques conventionnels peuvent observer au plus 1, 000 cellules, avec un champ de vision limité à quelques millimètres. Notre configuration utilise la vision industrielle alimentée par une caméra haute résolution avec un objectif macro, " dit le premier auteur Taro Ichimura. L'équipe a construit le système d'imagerie optique avec un appareil photo de 120 mégapixels et un objectif macro télécentrique. Cela a fourni un champ de vision beaucoup plus large que les microscopes conventionnels, jusqu'à environ un centimètre et demi, tout en résolvant les cellules individuelles et les interactions entre elles qui caractérisent la population. L'équipe a qualifié la technologie d'imagerie de "portée trans-échelle, " ce qui signifie que la technologie peut être appliquée à l'imagerie de l'échelle micrométrique à l'échelle centimétrique. " En tant que singularité technologique pour une mesure cellulaire performante, notre système de portée trans-échelle AMATERAS devrait contribuer à un large éventail d'applications, de la recherche fondamentale pour comprendre le mécanisme de fonctionnement des systèmes multicellulaires, aux applications médicales telles que le contrôle qualité des feuilles de cellules artificielles, ", dit l'auteur principal Takeharu Nagai.

L'équipe a testé l'AMATERAS en imageant dynamiquement les ions calcium dans les cellules en culture et a détecté avec succès des anomalies qui se sont produites dans moins de 0,01 % des échantillons. Ce travail peut accélérer la recherche dans un large éventail de domaines qui traitent de grandes populations cellulaires, comme les neurosciences, oncologie, et immunologie.