Une nouvelle sonde permet une imagerie multimodale basée sur l'imagerie photoacoustique et la diffusion Raman améliorée en surface pour étudier le cancer chez des souris vivantes. Crédits :vitanovski/iStock/Thinkstock
Un colorant organique capable d'éclairer les cellules cancéreuses pour deux techniques d'imagerie puissantes fournissant des informations diagnostiques complémentaires a été développé et testé avec succès chez la souris par les chercheurs d'A*STAR.
L'imagerie des tumeurs est d'une importance vitale pour la recherche sur le cancer, mais chaque technique d'imagerie a ses propres limites pour étudier le cancer chez les organismes vivants. Pour dépasser les limites des techniques individuelles, les chercheurs emploient généralement une combinaison de diverses méthodes d'imagerie, une pratique connue sous le nom d'imagerie multimodale. De cette façon, ils peuvent obtenir des informations complémentaires et donc une image plus complète du cancer.
Deux méthodes très efficaces pour l'imagerie des tumeurs sont l'imagerie photoacoustique et la diffusion Raman améliorée en surface (SERS). L'imagerie photoacoustique peut imager les tissus profonds avec une bonne résolution, alors que SERS détecte des quantités infimes d'une molécule cible. Pour utiliser simultanément l'imagerie photoacoustique et le SERS, une sonde doit produire des signaux pour les deux modalités d'imagerie.
En imagerie multimodale, les chercheurs combinent généralement des sondes pour chaque modalité d'imagerie en une seule sonde à deux molécules. Cependant, les équipes de Malini Olivo au A*STAR Singapore Bioimaging Consortium et de Bin Liu au A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, avec le collaborateur étranger Ben Zhong Tang de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong, ont adopté une approche différente :ils ont développé des sondes à molécule unique qui peuvent être utilisées à la fois pour l'imagerie photoacoustique et le SERS. Les sondes sont basées sur des colorants organiques de cyanine qui absorbent la lumière proche infrarouge, qui a l'avantage de pouvoir pénétrer profondément dans les tissus, permettant d'imager les tumeurs profondément enfouies dans le corps.
Une fois que l'équipe a vérifié que les sondes fonctionnaient pour les deux modalités d'imagerie, ils ont optimisé les performances des sondes en leur ajoutant des nanoparticules d'or pour amplifier le signal SERS et en les encapsulant dans le polymère polyéthylène glycol pour stabiliser leurs structures.
Les chercheurs ont ensuite déployé ces sondes optimisées sur des souris vivantes. En fonctionnalisant les sondes avec un anticorps qui reconnaît une protéine de surface cellulaire tumorale, ils ont pu les utiliser pour cibler des tumeurs. Les scientifiques ont découvert que, en imagerie photoacoustique, les sondes ciblées sur les tumeurs ont produit des signaux qui étaient environ trois fois plus forts que ceux des sondes non modifiées. En utilisant SERS, l'équipe a également pu surveiller les concentrations des sondes dans la tumeur, rate et le foie en temps réel avec un haut degré de sensibilité.
Dinois américain, un scientifique senior dans le groupe d'Olivo, rappelle la "surprise de l'équipe devant la sensibilité et le potentiel de la nanoconstruction". Il prévoit que la sonde pourrait être utilisée pour guider l'ablation chirurgicale des tumeurs.