Des millions d'examens d'imagerie par résonance magnétique (IRM) sont effectués chaque année pour diagnostiquer des problèmes de santé et effectuer des recherches biomédicales. Les différents tissus de notre corps réagissent aux champs magnétiques de différentes manières, permettant de générer des images de notre anatomie. Mais il y a des limites à la résolution de ces images—généralement, les médecins peuvent voir les détails d'organes aussi petits qu'un demi-millimètre, mais pas beaucoup plus petits. D'après ce que voient les médecins, ils essaient de déduire ce qui arrive aux cellules du tissu.

Mikhaïl Shapiro, professeur assistant en génie chimique, veut établir un lien entre les images IRM et ce qui se passe dans les tissus à des échelles aussi petites qu'un seul micromètre, c'est environ 500 fois plus petit que ce qui est possible actuellement.

« Quand vous regardez une image IRM tachetée, vous voudrez peut-être savoir ce qui se passe dans un certain point sombre, " dit Shapiro, qui est également un boursier Schlinger et un chercheur du Heritage Medical Research Institute. "À l'heure actuelle, il est difficile de dire ce qui se passe à des échelles inférieures à environ un demi-millimètre."

Dans une étude récente publiée dans la revue Communication Nature , Shapiro et ses collègues ont introduit une méthode pour corréler les modèles de champ magnétique dans les tissus, qui se produisent sur des échelles micrométriques, avec le plus grand, caractéristiques à l'échelle millimétrique des images IRM. Finalement, la méthode permettrait aux médecins d'interpréter les images IRM et de mieux diagnostiquer diverses conditions.

Par exemple, les chercheurs médicaux peuvent visualiser les emplacements des tissus enflammés dans le corps d'un patient en utilisant l'IRM pour prendre des images de cellules immunitaires appelées macrophages qui ont été marquées avec des particules de fer magnétiques. Les macrophages absorbent les particules de fer injectées dans la circulation sanguine d'un patient, puis migrent vers les sites d'inflammation. Parce que le signal IRM est affecté par la présence de ces particules de fer, les images résultantes révèlent des emplacements de tissus malsains. Cependant, le niveau exact de contraste IRM dépend précisément de la manière dont les cellules captent et stockent les particules de fer à l'échelle micrométrique, qui ne peut pas être vu directement sur les images IRM.

La nouvelle technique pourrait permettre de comprendre comment les différentes distributions de fer affectent le contraste de l'IRM, et ça, à son tour, donnerait une meilleure idée de l'étendue de l'inflammation. La recherche a été dirigée par Hunter Davis et Pradeep Ramesh, étudiants diplômés de Caltech.