Une nouvelle façon de visualiser le cœur qui bat
Malgré les progrès significatifs des soins ces dernières années, les maladies cardiovasculaires continuent de provoquer de nombreux décès avec un coût social très élevé dans les pays développés. Les scientifiques ont besoin d'une technologie qui leur permettra d'approfondir leurs connaissances au niveau cellulaire des processus biologiques liés à la physiologie cardiaque et d'élucider leur fonction. La microscopie intravitale (MIV) est de plus en plus utilisée aujourd'hui car elle permet d'observer les systèmes biologiques de l'organisme vivant avec une très grande résolution et de contrôler ainsi le devenir des cellules, des tissus et des organes d'un organisme adulte. Le projet BEATING HEART financé par l'UE a été mis en place pour développer un système en temps réel d'imagerie intravital des organes en mouvement avec une résolution à l'échelle subcellulaire en particulier les mouvements d'un cœur battant. Les travaux ont surtout porté sur le développement du système d'imagerie lui-même et le développement et l'application des méthodes informatiques susceptibles d'en extraire les données et d'en modéliser les réponses. Les partenaires du projet ont également mis en place une synchronisation cardio-respiratoire en temps réel permettant l'imagerie multidimensionnelle de la microstructure et de la fonction du tissu. Cette technique leur a ainsi permis d'étudier les cellules myocardiques contractiles. Les chercheurs se sont appuyés sur une combinaison de nouveaux stabilisateurs et d'algorithmes sophistiqués d'apprentissage machine utilisant les images brutes comme données d'entrée afin de réduire les artefacts de mouvements. Ils ont ainsi pu étudier pour la première fois la biologie et la physiologie d'un cœur battant dans un animal vivant. Les chercheurs ont testé et implémenté ces stabilisateurs pour garantir les meilleures performances et minimiser les perturbations du fonctionnement cardiaque, Pour simuler les tissus biologiques, ils ont utilisé des billes fluorescentes incorporées dans de l'agar tandis qu'une source vibrante a permis de simuler les mouvements de l'organe. Pour évaluer l'efficacité du système en application clinique, il a également été testé sur des animaux vivants. Les travaux de BEATING HEART nous permettront de mieux comprendre la physiologie cellulaire cardiaque in vivo et de faire émerger de nouvelles opportunités thérapeutiques. Les méthodes de calcul développées pendant le projet permettront également d'accélérer l'analyse et d'améliorer la précision des résultats en automatisant le traitement très chronophage des images. Les connaissances ainsi acquises auront sans aucun doute, un impact positif en matière de prévention, de diagnostic et de traitement des maladies cardiovasculaires.
Mots‑clés
In vivo, maladie cardiovasculaire, microscopie intravitale, BEATING HEART, synchronisation
