Les chercheurs ont développé une méthode révolutionnaire pour imager simultanément l’ADN et l’ARN dans des cellules vivantes en utilisant une lumière inoffensive de l’infrarouge au proche infrarouge. Cette avancée, fruit d’une collaboration entre l’Institut national des sciences des matériaux (NIMS), l’Université de Nagoya, l’Université de Gifu et l’Université d’Adélaïde, promet de révolutionner la détection précoce des maladies et les études sur le vieillissement cellulaire. Les résultats, publiés dans Science Advances, surmontent les principales limites des techniques actuelles d’imagerie cellulaire.
Le défi avec les méthodes existantes
L’imagerie cellulaire traditionnelle a du mal à suivre avec précision les premiers stades des dommages cellulaires précédant le vieillissement ou la maladie. Les méthodes actuelles reposent souvent sur la lumière ultraviolette-visible (UV-vis), qui peut endommager les cellules et fausser les résultats. Ils n’ont pas non plus la sensibilité nécessaire pour distinguer les changements subtils de l’état cellulaire, ce qui entraîne des diagnostics retardés et une compréhension incomplète des effets du traitement. Une approche d’imagerie universelle et non toxique était nécessaire de toute urgence.
Une percée à double lumière
L’équipe de recherche a réalisé une visualisation simultanée de l’ADN et de l’ARN en utilisant deux types distincts de lumière d’excitation inoffensive. Ils l’ont associé à des sondes à colorant fluorescent spécialement conçues (colorants N-hétéroacènes) qui se lient sélectivement à l’ADN et à l’ARN. Cette approche à double imagerie permet d’obtenir des informations sans précédent sur la santé cellulaire.
Principales conclusions :
- Sensibilité améliorée : L’imagerie de l’ARN s’est avérée plus efficace que les méthodes traditionnelles pour prédire les dommages cellulaires précoces et le vieillissement.
- Surveillance complète : La méthode permet une détection précise des quatre étapes de la mort cellulaire, fournissant ainsi une image complète du destin cellulaire.
- Approche non toxique : L’utilisation de la lumière infrarouge à proche infrarouge garantit un dommage minimal aux cellules vivantes, ce qui la rend idéale pour la surveillance à long terme.
Implications pour le diagnostic et la découverte de médicaments
Cette nouvelle méthode surmonte les limites des systèmes d’imagerie existants en visualisant les transitions d’état d’une seule cellule en temps réel. La capacité de suivre des changements subtils dans l’ADN et l’ARN permet une détection ultra-précoce des dommages cellulaires, potentiellement des années avant que les symptômes ne se manifestent.
Les applications incluent :
- Diagnostic de cellules vivantes non toxiques : Surveillance de la santé cellulaire sans endommager l’échantillon.
- Criblage de médicaments à haut débit : Évaluer rapidement l’efficacité de nouvelles thérapies.
- Médecine personnalisée : Adaptation des traitements en fonction des réponses cellulaires individuelles.
Regard vers l’avenir : Détection des états « pré-maladie »
L’équipe de recherche prévoit d’étendre cette méthode aux organismes vivants, dans le but d’établir des techniques de détection précoce des maladies et des stratégies médicales de précision. À terme, ils espèrent développer des technologies capables d’identifier un état « pré-maladie », un point où la dérive cellulaire indique un déclin imminent de la santé.
« Cette approche pourrait nous permettre d’intervenir avant que des dommages irréversibles ne surviennent, empêchant potentiellement totalement la progression de la maladie. » — Chercheur principal
Cette avancée représente une étape importante vers des soins de santé proactifs, où la surveillance cellulaire précoce guide les interventions préventives. En visualisant les premiers signes de détresse cellulaire, cette méthode promet de redéfinir la façon dont nous abordons la détection et le traitement des maladies.
