Des chercheurs de l'Université de Nottingham ont développé une technique révolutionnaire qui utilise le son plutôt que la lumière pour voir à l'intérieur des cellules vivantes, avec une application potentielle dans les greffes de cellules souches et le diagnostic du cancer.

La nouvelle technique d'ultrasons à l'échelle nanométrique utilise des longueurs d'onde sonores plus courtes qu'optiques et pourrait même rivaliser avec les techniques de super-résolution optique qui ont remporté le prix Nobel de chimie 2014.

Ce nouveau type d'imagerie phononique (sonore) sous-optique fournit des informations inestimables sur la structure, propriétés mécaniques et comportement des cellules vivantes individuelles à une échelle jamais atteinte auparavant.

Chercheurs du groupe Optique et Photonique de la Faculté de génie, Université de Nottingham, sont derrière la découverte, qui est publié dans l'article « Imagerie 3D à haute résolution de cellules vivantes avec des phonons de longueur d'onde sub-optique » dans la revue Rapports scientifiques .

"Les gens sont plus familiers avec les ultrasons comme moyen de regarder à l'intérieur du corps - en termes simples, nous l'avons conçu au point qu'il puisse regarder à l'intérieur d'une cellule individuelle. Nottingham est actuellement le seul endroit au monde avec cette capacité, " a déclaré le professeur Matt Clark, qui a contribué à l'étude.

En microscopie optique conventionnelle, qui utilise la lumière (photons), la taille du plus petit objet que vous pouvez voir (ou la résolution) est limitée par la longueur d'onde.

Pour les échantillons biologiques, la longueur d'onde ne peut pas être inférieure à celle de la lumière bleue car l'énergie transportée par les photons de la lumière dans l'ultraviolet (et les longueurs d'onde plus courtes) est si élevée qu'elle peut détruire les liaisons qui maintiennent les molécules biologiques ensemble, endommageant les cellules.

L'imagerie optique à super-résolution présente également des limites distinctes dans les études biologiques. En effet, les colorants fluorescents qu'il utilise sont souvent toxiques et nécessitent d'énormes quantités de lumière et de temps pour observer et reconstruire une image qui endommage les cellules.

Contrairement à la lumière, le son n'a pas de charge utile à haute énergie. Cela a permis aux chercheurs de Nottingham d'utiliser des longueurs d'onde plus petites, de voir des choses plus petites et d'atteindre des résolutions plus élevées sans endommager la biologie cellulaire.

"Une grande chose est que, comme les ultrasons sur le corps, les ultrasons dans les cellules ne causent aucun dommage et ne nécessitent aucun produit chimique toxique pour fonctionner. Pour cette raison, nous pouvons voir à l'intérieur des cellules qui pourraient un jour être réintroduites dans le corps, par exemple sous forme de greffes de cellules souches, " ajoute le professeur Clark.