FUJIFILM Corporation a développé une technologie d'imagerie par spectroscopie Raman à surface améliorée (SERS) capable d'analyser de grandes zones de métabolites tissulaires non marqués/non colorés avec une grande précision à l'aide de la SERS qui améliore la diffusion de la lumière Raman lorsque la substance cible est irradiée avec de la lumière, détection de substances à haute sensibilité.

Dans le cadre d'une recherche conjointe menée par les laboratoires Frontier Core-Technology de Fujifilm, Siège de la gestion de la recherche et du développement et Université Keio (Professeur invité Makoto Suematsu, Président de l'Agence japonaise pour la recherche médicale et le développement en tant que rôle principal, Yasuaki Kabe, professeur à temps plein du Département de chimie médicale, Ecole de Médecine, et d'autres), cette technologie a permis la première visualisation automatisée au monde de la distribution des tissus cancéreux dans une section de tissus de souris à partir des informations sur les métabolites provenant de l'imagerie SERS. Ce sont des résultats innovants qui conduiront au diagnostic pathologique automatisé des cancers, comme la résistance aux agents anticancéreux et la détermination du degré de malignité, en plus de permettre une discrimination plus précise de la progression des cancers. Les résultats de cette recherche seront publiés dans l'édition vedette en ligne de la revue scientifique Communication Nature le 19 avril, 2018.

Pour l'analyse des tissus cancéreux et des lésions, des méthodes telles que le marquage avec des anticorps et l'imagerie de la morphologie cellulaire par coloration sont couramment utilisées en termes de méthodes. Analyser les légères anomalies morphologiques d'une cellule avec une grande précision, cependant, demande une grande habileté. Dans ce contexte, l'imagerie par SERS (imagerie SERS) attire l'attention sur sa capacité à analyser les tissus en identifiant des substances telles que les métabolites propres à la lésion plutôt que de procéder à une analyse morphologique par marquage et coloration.

L'imagerie SERS est une méthode analytique qui utilise un phénomène appelé diffusion Raman, dans lequel la lumière avec une longueur d'onde unique à la structure moléculaire est diffusée lorsque la substance cible sur un substrat est irradiée avec de la lumière. En outre, en plaçant des microparticules métalliques telles que de l'or de taille nanométrique sur le substrat, la diffusion Raman de la substance cible peut être améliorée, permettant la détection de substances à haute sensibilité. Cependant, il était difficile de placer des microparticules métalliques uniformément sur une grande surface du substrat et d'extraire uniquement les informations nécessaires de la diffusion Raman améliorée pour créer une image.

Dans ses laboratoires Frontier Core-Technology, Fujifilm a utilisé sa technologie de formation de grains et sa technologie de nanophotonique cultivée dans le secteur des films photographiques pour développer une technologie d'imagerie SERS capable d'analyser de grandes zones de métabolites tissulaires non marqués/non colorés avec une grande précision.

Caractéristiques de la technologie d'imagerie SERS développée par Fujifilm

Capable de détecter la substance cible dans une grande zone avec une sensibilité nettement supérieure à l'imagerie Raman conventionnelle grâce à une conception qui utilise la technologie de formation de grains et la technologie nanophotonique, disperser uniformément des nanoparticules d'or en forme de haricot sur le substrat.

Capable d'imager la substance cible telle que la lésion avec précision en extrayant uniquement les informations nécessaires avec un algorithme d'imagerie propriétaire.

La lumière peut être irradiée du côté du substrat en utilisant du verre transparent et de la boehmite comme substrat. Comme la lumière peut être irradiée et que la diffusion Raman peut être détectée sans être obstruée par la substance cible, une analyse très précise est possible.

Plus loin, dans la recherche conjointe menée avec la faculté de médecine de l'Université Keio, Département de Chimie, la distribution des tissus cancéreux dans les coupes de tissus de souris modèles et la diffusion Raman des métabolites respectifs détectés avec la technologie d'imagerie SERS ont été comparées, et les métabolites avec la distribution unique au cancer ont été identifiés. En outre, l'étude a réussi la première visualisation automatisée au monde de la distribution de tissus cancéreux non marqués/non colorés grâce à l'imagerie SERS avec un traitement d'image exclusif. En faisant progresser cette technologie, il est possible que cela conduise à une discrimination plus précise de la progression des cancers à partir des informations sur les métabolites, plutôt que des diagnostics basés sur de légères anomalies morphologiques. De plus, il devrait conduire à la réalisation de diagnostics qualitatifs du cancer, tels que la détermination de l'existence d'une résistance aux agents anticancéreux grâce à des tests continus et la détermination du degré de malignité d'un cancer.

Fujifilm appliquera largement la technologie d'imagerie SERS au domaine de la bio-imagerie en plus du domaine du diagnostic du cancer, contribuer à améliorer la qualité médicale.