Avec chaque jour qui passe, la technologie humaine s'affine et nous devenons légèrement mieux équipés pour approfondir les processus biologiques et les structures moléculaires et cellulaires, mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à des maladies telles que le cancer, Alzheimer, et d'autres.

Aujourd'hui, nano-imagerie, une telle technologie de pointe, est largement utilisé pour caractériser structurellement les composants subcellulaires et les molécules cellulaires telles que le cholestérol et les acides gras. Mais ce n'est pas sans limites, en tant que professeur Dae Won Moon du Daegu Gyeongbuk Institute of Technology (DGIST), Corée, scientifique principal dans une récente étude révolutionnaire faisant progresser le domaine, explique : « La plupart des techniques de nanoimagerie avancées utilisent des faisceaux d'électrons ou d'ions accélérés dans des environnements à ultravide. Pour introduire des cellules dans un tel environnement, il faut les fixer chimiquement et physiquement les congeler ou les sécher. Mais de tels processus détériorent la composition moléculaire et la distribution d'origine des cellules."

Le professeur Moon et son équipe voulaient trouver un moyen d'éviter cette détérioration. "Nous voulions appliquer des techniques avancées de nano-imagerie dans des environnements à ultravide à des cellules vivantes en solution sans aucun traitement chimique et physique, même pas de coloration par fluorescence, obtenir des informations biomoléculaires intrinsèques impossibles à obtenir avec les techniques classiques de bioimagerie, " Dr Heejin Lim, un membre clé de l'équipe de recherche, explique. Leur nouvelle solution est publiée dans Méthodes naturelles .

Leur technique consiste à placer des cellules humides sur un substrat humide enduit de collagène avec des micro-trous, qui à son tour se trouve au-dessus d'un réservoir de milieu de culture cellulaire. Les cellules sont ensuite recouvertes d'une seule couche de graphène. C'est le graphène qui devrait protéger les cellules de la dessiccation et les membranes cellulaires de la dégradation.

Grâce à la microscopie optique, les scientifiques ont confirmé que, lorsqu'il est préparé de cette façon, les cellules restent viables et vivantes jusqu'à dix minutes après avoir été placées dans un environnement à ultra-vide. Les scientifiques ont également réalisé de la nano-imagerie, Plus précisément, imagerie par spectrométrie de masse à ions secondaires, dans cet environnement jusqu'à 30 minutes. Les images qu'ils ont capturées au cours des dix premières minutes brossent un tableau très détaillé (submicrométrique) de la véritable distribution intrinsèque des lipides à l'état natif dans les membranes cellulaires; pendant cette durée, les membranes n'ont subi aucune déformation significative.

Avec cette méthode aussi, cependant, une cascade de collisions de faisceaux d'ions en un point du film de graphène peut créer un trou suffisamment grand pour que certaines particules lipidiques s'échappent. Mais alors que cette dégradation de la membrane cellulaire se produit, il n'est pas significatif dans la fenêtre de dix minutes et il n'y a pas de fuite de solution. Plus loin, les molécules de graphène réagissent avec les molécules d'eau pour s'auto-réparer. Donc, globalement, c'est un excellent moyen d'en apprendre davantage sur les molécules de la membrane cellulaire dans leur état natif en haute résolution.

« J'imagine que notre technique innovante peut être largement utilisée par de nombreux laboratoires d'imagerie biomédicale pour des bioanalyses plus fiables des cellules et à terme pour venir à bout de maladies complexes, " dit le Pr Moon.

Cette innovation deviendra-t-elle la norme ? Seul le temps nous le dira !