Tout comme les propriétés mécaniques et les compositions chimiques des matériaux sont d'une importance fondamentale dans les bâtiments, les cellules qui composent chaque organisme vivant ont des propriétés et des formes différentes selon leur fonction et leur état. Modifications incontrôlées de l'élasticité cellulaire, ou dans l'élasticité de tout tissu biologique en général, sont des symptômes et des effets de pathologies :artères coronaires durcies causant des problèmes cardiaques, fragilisation des os induisant des complications orthopédiques, modifications élastiques du tissu cornéen provoquant des pathologies oculaires, etc. Une technique expérimentale non invasive permettant de sonder in situ les propriétés élastiques et biochimiques des cellules et des tissus serait un outil de diagnostic stratégique.
Dans les années récentes, optique et photonique, et en particulier, techniques microspectroscopiques, sont efficaces pour l'analyse des matériaux. Une étude intitulée « Analyse mécanique et chimique sans contact de cellules vivantes uniques par des techniques micro-spectroscopiques, " qui paraîtra dans le journal Nature-lumière :science et applications , introduit l'utilisation d'un nouveau spectromètre capable d'analyser de manière non invasive des cellules vivantes in situ avec une résolution spatiale submicrométrique. Le système optique acquiert les spectres Brillouin et Raman simultanément, et en exploitant l'interaction entre la lumière et la matière, est en mesure de fournir des cartes mécaniques et chimiques sans contact du système à l'étude. La collaboration de physiciens et de biotechnologues étend cette approche à l'analyse de cellules vivantes isolées, prouvant notamment la capacité de la technique à contrôler la modulation mécanique due aux structures protéiques subcellulaires.
Par ailleurs, il a été constaté que lors de l'expression de l'oncogène, les cellules montrent un ramollissement important. Cette propriété peut expliquer le potentiel invasif observé dans les cellules tumorales - leur déformabilité accrue les aide à se propager à travers les espaces étroits de la matrice extracellulaire, favorisant le développement futur des métastases.
Cette étude met en évidence comment les propriétés mécaniques des cellules peuvent être un nouveau bio-marqueur de pathologies et comment la technique proposée peut devenir un potentiel outil de diagnostic, même dans les tumeurs.
