Un nouveau microscope met en évidence les cellules lumineuses
Un nouvel outil pour étudier la vie en mouvement
Des chercheurs du Helmholtz Munich et de l'université technique de Munich ont mis au point un nouveau microscope qui améliore considérablement la manière d'observer les signaux bioluminescents dans les cellules vivantes. Le système, connu sous le nom de QIScope, est construit autour d'une technologie de caméra très sensible capable de détecter des niveaux de lumière extrêmement faibles. Avec une résolution d'image plus nette, un champ de vision plus large et l'intégration avec d'autres méthodes d'imagerie, le QIScope ouvre de nouvelles perspectives pour l'étude des systèmes vivants de manière plus détaillée et sur de plus longues périodes.
Lors de l'imagerie de faibles niveaux de protéines dans des cellules vivantes sur le QIScope à haute sensibilité, la bioluminescence (bleue) est nettement plus performante que la fluorescence (verte).
Ruyu Ma - Helmholtz Munich
Bioluminescence : Une lumière douce pour une meilleure compréhension de la biologie
La bioluminescence, l'émission de lumière produite par des enzymes spécifiques dans certaines cellules vivantes, est un outil puissant dans les sciences de la vie. Contrairement à l'imagerie par fluorescence, qui repose sur une forte illumination externe susceptible d'interférer avec le comportement des cellules ou de masquer des signaux subtils, la bioluminescence offre une alternative plus douce pour les observations à long terme. Son principal inconvénient réside toutefois dans la faiblesse de la lumière émise, qui rend l'imagerie détaillée techniquement difficile.
Une conception inspirée du télescope pour un capteur sensible
Pour surmonter cette limitation, l'équipe dirigée par le Dr Jian Cui a exploré l'utilisation de capteurs d'images quantiques (QIS), une nouvelle technologie de caméra qui s'est avérée plus performante que les caméras couramment utilisées (EMCCD) dans des conditions de faible luminosité. Pour exploiter pleinement le potentiel des QIS, les chercheurs ont mis au point un système optique non conventionnel qui combine les caractéristiques d'un télescope et d'un microscope, ce qui a donné naissance au QIScope. "Pour tirer pleinement parti des capacités du capteur, nous nous sommes inspirés de la disposition optique des télescopes", explique Ruyu Ma, premier auteur de l'étude et chercheur doctorant au Helmholtz Pioneer Campus. "En combinant cette approche avec la caméra QIS, nous avons créé un système capable de révéler les processus cellulaires avec une clarté et une sensibilité qui n'étaient pas possibles avec le système de pointe."
Saisir les changements subtils dans les cellules vivantes
L'équipe de chercheurs a démontré que le QIScope peut suivre les dynamiques à petite échelle dans les cellules vivantes - telles que le mouvement des vésicules et le comportement des protéines à faible abondance - sur de longues périodes.
"Notre microscope offre une plus grande sensibilité, une meilleure résolution, un champ de vision plus large et une gamme dynamique plus élevée - tout ce que l'on souhaite pour des expériences d'imagerie de cellules vivantes difficiles", explique Jian Cui, responsable de l'étude. "Il intègre également d'autres méthodes d'imagerie telles que l'épifluorescence et, en principe, le contraste de phase. Cela ouvre la voie à l'observation des systèmes vivants avec beaucoup moins de perturbations, ce qui est essentiel pour comprendre les processus biologiques complexes dans la santé et la maladie."
Un nouvel outil pour étudier la vie en mouvement
En s'attaquant aux principales limites de l'imagerie par bioluminescence traditionnelle, le QIScope fournit aux chercheurs un outil précieux pour l'étude d'une gamme de systèmes biologiques - des cellules uniques aux organoïdes et aux modèles de tissus. Sa capacité à révéler des changements subtils et à long terme dans le comportement des cellules peut favoriser les progrès dans divers domaines de recherche, notamment la biologie cellulaire, la modélisation des maladies et la découverte de médicaments.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Ruyu Ma, Luciano M. Santino, Tomáš Chobola, Niklas Armbrust, Julian Geilenkeuser, Sapthagiri Sukumaran, Zhizi Jing, Anastasia Levkina, Korneel Ridderbeek, Tingying Peng, Dong-Jiunn Jeffery Truong, Sebastian Doll, Gil Gregor Westmeyer, Jian Cui; "A telescopic microscope equipped with a quanta image sensor for live-cell bioluminescence imaging"; Nature Methods, 2025-5-29
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