Un nouveau tomographe laser pour détecter de manière précoce et non invasive les cancers et les maladies oculaires
Chaque année, près de 1,3 million d’Européens décèdent de cancer selon Eurostat. De plus, un Européen sur trente devrait être victime de déficience visuelle. Ces deux faits ont évidemment un impact important sur la santé des individus concernés, mais ils représentent également un fardeau considérable pour les infrastructures de santé de l’Europe. Dans le cadre du projet LASER-HISTO, financé par l’UE, la société allemande de haute technologie www.jenlab.de (JenLab) est la seule au monde à avoir fabriqué et testé un dispositif de diagnostic non invasif, fondé sur le rayonnement laser femtoseconde, qui permet de réaliser des biopsies oculaires et cutanées virtuelles. Un diagnostic précoce immédiat Le dispositif de LASER-HISTO, un nouveau type de tomographe, génère des images à très haute résolution des cellules situées à l’intérieur de la peau et de la cornée. Pour y arriver, il utilise le sectionnement optique rapide fondé sur la technologie laser femtoseconde dans le proche infrarouge. Cette approche utilise des photons de basse énergie pour exciter la fluorescence dans les tissus profonds, au lieu de l’utilisation plus typique d’un photon de haute énergie issu de lasers à impulsions longues, entraînant une pénétration moindre de la lumière. Dans le cas des tomographes cliniques, il s’agit d’une fréquence de 80 millions de pulsations laser très courtes par seconde, à une puissance moyenne de 20 milliwatts et avec un temps d’interaction du faisceau de l’ordre de la microseconde par voxel de tissu. La possibilité de lésions de l’ADN a été calculée: elle équivaut à 15 minutes d’exposition à la lumière UV du soleil. Étant donné que ces tomographes permettent l’utilisation de la microscopie avec autofluorescence à haute résolution, la microscopie Raman, l’imagerie de durée de vie de fluorescence (FLIM) et la microscopie à génération de seconde harmonique (GSH), les patients n’auront plus à fournir des coupes tissulaires teintées, ce qui évitera douleurs et cicatrices, et réduira le temps d’attente. Outre le fait de pouvoir lire des données morphologiques 3D à une résolution inférieure au micron, l’imagerie fournit également des informations sur le métabolisme et les substances chimiques intratissulaires, qui constituent des indications cruciales pour que les cliniciens puissent détecter les maladies avant qu’elles ne deviennent visibles. Une autre caractéristique essentielle de cette technologie réside dans le fait que, grâce à l’utilisation de biomarqueurs endogènes, elle génère des images de chaque tissu sans qu’il soit nécessaire d’employer un marqueur externe. Cette approche tire parti du fait que nos cellules émettent des signaux lumineux faibles lorsqu’elles sont exposées à une lumière laser femtoseconde dans le proche infrarouge, qui peut être mesurée par comptage de photon unique (SPC) et utilisée pour calculer la durée de vie de fluorescence par pixel. Les durées de vie de fluorescence des cellules cancéreuses et des cellules enflammées sont différentes à celles des cellules saines. Comme le résume le Dr Karsten König, coordinateur du projet: «Nous avons atteint notre objectif qui consistait à effectuer des diagnostics oculaires et cutanés sans scalpel, sans marquage et avec un résultat disponible en quelques minutes. À titre comparatif, le diagnostic actuel du cancer de la peau en Europe qui a recours aux biopsies cutanées, aux microscopes et à des dermatopathologues chevronnés prend environ une semaine.» De l’anti-âge aux astronautes Le tomographe multiphoton promet une série d’opportunités supplémentaires. Le Dr König cite un des exemples qui consiste à mener des tests objectifs concernant l’efficacité des produits anti-âge, en mesurant le rapport élastine/collagène et le métabolisme des cellules. De plus, il explique qu’il serait également possible de mener des contrôles de qualité destinés à la cornée humaine avant transplantation, et avant d’aller, littéralement, bien plus loin. «Un de nos rêves consiste à de fournir des tomographes multiphoton ultra-compacts pour les astronautes dans le cadre d’un voyage vers Mars», ajoute-t-il. «Nos études récentes sur trois astronautes ont montré un amincissement inattendu de la peau après avoir travaillé pendant six mois dans la station spatiale internationale. Il s’agit donc d’un aspect que nous pourrions donc surveiller.» Plus bas, sur Terre, les études cliniques pour la détection du cancer de la peau de LASER-HISTO seront menées dans le courant de l’année, dans des hôpitaux en Californie et en Allemagne. L’équipe travaille à l’obtention de l’approbation médicale d’ici la fin de l’année 2019 et le début de la production devrait commencer en 2020.
Mots‑clés
LASER-HISTO, biopsie, cancer, maladie oculaire, tomographe, peau, cellules, cornée, haute résolution, diagnostic, photon