Des physiciens médicaux de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) ont développé une nouvelle méthode capable de générer des images tridimensionnelles détaillées de l'intérieur du corps. Ceux-ci peuvent être utilisés pour étudier de plus près le développement des cellules cancéreuses. Le groupe de recherche a publié ses conclusions dans Physique des communications .

Les cliniciens et les scientifiques cherchent à mieux comprendre les cellules cancéreuses et leurs propriétés afin de proposer un traitement ciblé contre le cancer. Les cellules cancéreuses individuelles sont souvent examinées dans des tubes à essai avant que les résultats ne soient testés dans des organismes vivants. "Notre objectif est de visualiser les cellules cancéreuses à l'intérieur du corps vivant pour découvrir comment elles fonctionnent, comment ils se propagent et comment ils réagissent aux nouvelles thérapies, " explique le professeur Jan Laufer, physicien médical du MLU. Il est spécialisé dans le domaine de l'imagerie photoacoustique, un processus qui utilise des ondes ultrasonores générées par des faisceaux laser pour produire une haute résolution, images tridimensionnelles de l'intérieur du corps.

"Le problème est que les cellules tumorales sont transparentes. Cela rend difficile l'utilisation de méthodes optiques pour examiner les tumeurs dans le corps, " explique Laufer, dont le groupe de recherche a développé une nouvelle méthode pour résoudre ce problème. D'abord, les scientifiques introduisent un gène spécifique dans le génome des cellules cancéreuses.

"Une fois à l'intérieur des cellules, le gène produit une protéine phytochrome, qui provient des plantes et des bactéries. Là, il sert de capteur de lumière, " dit Laufer. Dans l'étape suivante, les chercheurs illuminent le tissu avec de courtes impulsions lumineuses à deux longueurs d'onde différentes à l'aide d'un laser. A l'intérieur du corps, les impulsions lumineuses sont absorbées et converties en ondes ultrasonores. Ces ondes peuvent ensuite être mesurées à l'extérieur de l'organisme, et deux images de l'intérieur du corps peuvent être reconstruites sur la base de ces données.

"La particularité des protéines phytochromes est qu'elles modifient leur structure et donc aussi leurs propriétés d'absorption, en fonction de la longueur d'onde des faisceaux laser. Il en résulte des modifications de l'amplitude des ondes ultrasonores générées dans les cellules tumorales. Aucun des autres composants tissulaires, par exemple, vaisseaux sanguins, ont cette propriété - leur signal reste constant, " dit Laufer. En calculant la différence entre les deux images, une haute résolution, une image tridimensionnelle des cellules tumorales est créée, qui est exempt du contraste de fond autrement écrasant.

Le développement des physiciens médicaux de Halle peut être appliqué à un large éventail d'applications dans la recherche préclinique et les sciences de la vie. En plus de la recherche contre le cancer, la méthode peut être utilisée pour observer des processus cellulaires et génétiques dans des organismes vivants.