Service Communautaire d'Information sur la Recherche et le Développement - CORDIS

De meilleures images grâce à la technologie des nappes de lumière

La microscopie à nappe de lumière est utilisée pour imager des échantillons sensibles ou des processus biologiques rapides in vivo. Au cours des dernières années, cette technique a révolutionné la biologie du développement.
De meilleures images grâce à la technologie des nappes de lumière
En éclairant les échantillons avec une fine nappe de lumière, il est possible d'imager à contraste élevé des spécimens vivants tout en réduisant au minimum l'exposition, le photoblanchiment et les dommages subis par l'échantillon. Il est possible d'obtenir une imagerie rapide en trois dimensions en utilisant une détection en champ large avec un deuxième objectif perpendiculaire à la nappe lumineuse.

Ces caractéristiques font de cette forme de microscopie un outil parfait pour étudier le développement de spécimens biologiques et l'évolution des maladies neurodégénératives. Malheureusement, la résolution et le contraste sont encore limités lorsque l'on tente d'observer au-delà des couches externes du tissu cérébral, car une lumière et une diffraction parasites génèrent un fond trouble qui envahit l'image.

Actuellement, la plus haute résolution en microscopie à nappe de lumière ne peut être obtenue qu'avec des échantillons relativement transparents. Le projet SURE-ALISM (Super resolution adaptive light sheet microscopy for high resolution volumetric imaging in turbid specimen) a donc étudié l'effet du matériau biologique environnant sur la qualité de l'image afin de mieux comprendre la technique et de découvrir de nouvelles méthodes pour surmonter ses limites.

Les chercheurs ont utilisé un échantillon d'un millimètre cube pour étudier comment le flou varie dans un espace tridimensionnel et développé des algorithmes pour estimer son ampleur. Ils ont ainsi amélioré la qualité de l'image, mais ce résultat était limité à la partie de l'échantillon la plus proche de l'objectif de détection.

Les scientifiques ont ensuite fabriqué un microscope à nappe de lumière doté de fonctionnalités d'optique adaptative afin de corriger les aberrations induites par l'échantillon et obtenir une image plus nette. À l'origine, l'optique adaptative a été développée pour corriger les effets des turbulences atmosphériques qui gênent les observations astronomiques.

Enfin, un nouveau mécanisme de contraste a été mise au point pour la microscopie à nappe de lumière, permettant de distinguer clairement des structures marquées grâce à une diffusion par auto-fluorescence et laser. Des tests ont montré que cette nouvelle méthode permet de multiplier par 400 le contraste. D'autres essais avec des cellules et des bactéries ont également démontré sa biocompatibilité.

En repoussant les limites de la technologie de microscopie à nappe de lumière, SURE-ALISM permettra aux scientifiques de mieux comprendre les processus biologiques et leurs dysfonctionnements possibles.

Informations connexes

Mots-clés

Microscopie à nappe de lumière, maladies neurodégénératives, SURE-ALISM, optique adaptative, mécanisme de contraste