fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de l’Université technologique de Nanyang (Nanyang Technological University, Singapore) a mis au point une stratégie d’imagerie sans marqueur exogène, utilisant la microscopie interférométrique à diffusion large (iSCAT) pour cartographier la dynamique subcellulaire dans les cellules vivantes. Publiée dans PhotoniX Life, cette étude révèle l’état cellulaire et l’hétérogénéité dynamique sans ajout de marqueur, grâce à l’analyse statistique des fluctuations aléatoires dans les séquences d’images iSCAT.
En tant que systèmes dynamiques, les cellules présentent des mouvements thermiques et actifs au sein de leurs organites, macromolécules, membranes et structures du cytosquelette, ces mouvements étant liés à la structure subcellulaire et à l’état énergétique. Visualiser directement ces mouvements rapides et spatialement hétérogènes dans les cellules vivantes est un défi, et les marqueurs exogènes courants peuvent perturber le comportement cellulaire.
Pour relever ce défi, l’équipe de recherche a réalisé une analyse en champ complet de la densité spectrale de puissance (PSD) des séquences temporelles iSCAT à haute vitesse. Dans plusieurs types cellulaires, il a été observé que, dans la gamme de 30 à 1250 Hz, la PSD du signal iSCAT de la plupart des régions cellulaires suit une loi de puissance inverse : S(f)=βf⁻α. L’indice spectral (α) et l’amplitude (β) ajustés reflètent respectivement les caractéristiques et l’intensité des mouvements subcellulaires. En codant α en teinte, β en luminosité et la qualité d’ajustement (R²) en saturation, une carte d’indice spectral bidimensionnelle est générée dans l’espace Teinte-Saturation-Luminosité (HSV) pour refléter la distribution spatiale de la dynamique cellulaire.
Les résultats expérimentaux montrent que cette méthode permet une visualisation sans marquage des changements d’état cellulaire. Dans les cellules HeLa, la carte d’indice spectral distingue clairement les cellules en mitose de celles en interphase et suit les transitions dynamiques au cours de la mitose. Dans les cellules apoptotiques induites par le peroxyde d’hydrogène, la carte montre une hétérogénéité accrue, les zones à α élevé étant associées au bourgeonnement membranaire lié à l’apoptose. La carte capture également les différences liées à la malignité dans les sous-types de cellules de cancer thyroïdien : les cellules de carcinome papillaire (PTC), folliculaire (FTC) et anaplasique (ATC) présentent une diminution progressive de la valeur médiane de l’indice spectral à mesure que la malignité augmente.
Les résultats indiquent que l’imagerie iSCAT en champ large, combinée à l’analyse de l’indice spectral de puissance, peut servir de lecture optique intrinsèque de l’état cellulaire. En raison de l’absence de marqueur exogène, cette méthode pourrait trouver des applications dans les études longitudinales sur cellules vivantes, la mécanobiologie, la recherche sur le cancer et l’évaluation de la qualité des thérapies par cellules souches.
Voir l’article : « Label-free mapping of subcellular dynamics using wide-field interferometric scattering microscopy and spectral exponent analysis. » PhotoniX Life. doi: 10.3724/PXLIFE.2025-0012
Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com
