La microscopie à diffusion Raman anti-Stokes cohérente offre une imagerie non invasive sans marquage, haute sensibilité, et spécificité chimique, ce qui en fait une alternative intéressante à l'histopathologie pour le diagnostic. Pour la traduction clinique, certaines barrières techniques doivent encore être surmontées en utilisant des fonctionnalités et des schémas avancés.
L'histopathologie colorée est actuellement l'étalon-or pour le diagnostic de la maladie, mais reste une pratique subjective sur les tissus traités, prendre des heures aux jours. Une analyse plus quantitative et rapide pourrait être fournie par la microspectroscopie Raman proche infrarouge, une alternative attrayante qui offre un dosage non invasif du tissu sans coloration ou marquage externe. Étant donné que les changements pathologiques sont souvent précédés d'altérations chimiques microscopiques, l'image hyperspectrale Raman obtenue et les données du tissu peuvent potentiellement être utilisées comme un ensemble phénotypique précoce de marqueurs pour la pathologie tissulaire. Cependant, la faible diffusion Raman des biomolécules courantes nécessite un temps d'acquisition d'image long de plusieurs heures. Microscopie à diffusion Raman cohérente anti-Stokes (CARS), une variante optique non linéaire de la microspectroscopie Raman, tient la promesse de raccourcir ce temps en dessous des minutes. Encore, il existe encore des contraintes qui limitent la traduction clinique de la microscopie CARS. Bien que chacun d'eux puisse être surmonté avec des fonctionnalités avancées, la mise en œuvre d'une ou d'un petit nombre de ces fonctionnalités introduit souvent plus de compromis que d'avantages.
Dans un article de synthèse, Haohua Tu et Stephen A. Boppart de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (États-Unis) discutent des six barrières techniques les plus remarquables et des six fonctionnalités avancées, y compris l'interférométrie, qui peuvent être ajoutés indépendamment dans un schéma standard mais performant pour surmonter ces barrières. Ils décrivent également une stratégie qui intégrerait plusieurs fonctionnalités avancées pour surmonter ces obstacles simultanément, réduire efficacement les compromis, et optimiser de manière synergique la microscopie CARS pour la traduction clinique. Le fonctionnement du système envisagé intègre une micro-spectroscopie Raman cohérente pour identifier des marqueurs biomoléculaires vibrationnels de la maladie et une imagerie Raman à fréquence unique (ou hyperspectrale) de ces biomarqueurs spécifiques pour un diagnostic et une surveillance in vivo en temps réel.
En reconnaissant la spectroscopie CARS par rapport à l'imagerie CARS comme le compromis le plus fondamental, les auteurs suggèrent que la microscopie clinique CARS devrait être optimisée pour effectuer soit la spectroscopie Raman avec une large couverture spectrale, ou imagerie Raman à une ou quelques fréquences Raman discrètes, mais pas les deux. Le premier pourrait être réalisé en intégrant toutes les six fonctionnalités avancées discutées, résultant en une version très sensible de la microscopie Raman spontanée qui pourrait rapidement identifier de nouveaux biomarqueurs Raman d'importance médicale à partir de fines sections de tissus ex vivo. Ce dernier intégrerait de manière adaptative certaines des fonctionnalités avancées, en fonction des biomarqueurs Raman identifiés et de l'enjeu technique de la miniaturisation à base de fibre, pour réaliser l'imagerie moléculaire in vivo chez les patients.
