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Actualités scientifiques


1er septembre 2017


Une imagerie ultrarapide de l’organisation lipidique dans les cellules



De nombreuses maladies dégénératives désorganisent les lipides des cellules qui forment la gaine des axones, un phénomène complexe à observer in vivo. Des chercheurs de l’Institut Fresnel ont cependant démontré la possibilité d’imager, en moins d’une seconde et sans marquage fluorescent, l’orientation des lipides dans des membranes cellulaires. Ces travaux sont publiés dans la revue Optica.


L’imagerie Raman cohérente permet d’observer les lipides sans marquage fluorescent, grâce à l’amplification du signal Raman. Associée à la polarisation de la lumière incidente, la technique offre une information riche sur l’orientation des molécules. La méthode demande par contre quelques minutes pour produire une seule image des lipides au niveau de cellules immobiles et ne fonctionne pas sur les tissus vivants. Des chercheurs de l’Institut Fresnel (CNRS/Aix-Marseille Université/École Centrale de Marseille) ont donc adapté l’imagerie Raman cohérente pour la rendre cent fois plus rapide. Ils ont pour cela modifié la détection de signaux Raman stimulés : au lieu de moduler l’intensité du faisceau laser comme dans la technique habituelle, les chercheurs ont modulé sa polarisation, c’est-à-dire qu’ils modifient l’orientation de l’excitation optique.


Le signal revient avec une forte intensité si une vibration moléculaire est orientée dans la même direction que l’excitation optique, mais sera plus faible si elle lui est perpendiculaire. La modulation du signal est ainsi affectée par l’orientation des molécules et cette différence permet de mesurer leur organisation. Les chercheurs peuvent alors remonter, pour chaque pixel de l’image, à l’ordre et à l’orientation moyenne des molécules dans les membranes lipidiques. Ces signaux sont riches d’information pour des substances comme la myéline. Cette structure multicouche qui entoure les axones est fortement affectée lors de la progression de maladies neurodégénératives, comme celle d’Alzheimer ou la sclérose en plaques. La technique pourrait permettre de mesurer en amont les signes précoces de cette désorganisation lipidique des tissus.

© S.Brasselet

© S.Brasselet
Imagerie de l’orientation des lipides dans des couches lipidiques artificielles




Références :

High speed polarization resolved Coherent Raman Scattering imaging
M. Hofer, N.K. Balla & S. Brasselet
Optica Vol. 4, Issue 7, pp. 795-801 (2017)
https://doi.org/10.1364/OPTICA.4.00079


Contact chercheur :
Sophie Brasselet – Institut Fresnel


Contact communication INSIS :
insis.communication@cnrs.fr


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