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Le microscope miniature identifiera les cellules cancéreuses en temps réel
L'identification des cellules cancéreuses n'est pas un processus simple ou rapide. Un échantillon peut prendre des jours pour être traité, examiné et renvoyé d'un laboratoire de pathologie. Jusqu'à présent, c'est ça.
Un nouveau microscope de la taille d'un stylo pourrait révolutionner le diagnostic.
Crédit d'image: Dennis Wise / Université de Washington
Un chirurgien opérant sur une tumeur cérébrale ne veut pas enlever plus de tissu que ce qui est absolument nécessaire. La suppression de trop de matière cérébrale peut avoir des conséquences graves.
De même, le chirurgien est désireux de supprimer la totalité de la croissance cancéreuse; les conséquences de laisser un résidu cancéreux sont tout aussi graves.
Dans l'état actuel des choses, cet équilibre ne peut être géré que grâce aux sens du chirurgien. Il doit palper la zone et inspecter visuellement les cellules restantes.
Pour déterminer de manière complète et définitive si une cellule est cancéreuse, un échantillon doit être envoyé à un laboratoire de pathologie. Là, l'échantillon sera congelé, tranché, coloré et monté. Ce n'est qu'alors qu'il sera inspecté par un pathologiste avant que les résultats ne soient renvoyés.
L'ensemble du processus peut prendre des jours. Un chirurgien ne peut toutefois pas laisser le crâne d'un patient ouvert sur l'air pendant une durée aussi longue.
La naissance du mini-microscope
L’Université de Washington met actuellement au point une invention révolutionnaire capable de nous débarrasser de ce jeu d’attente. L'appareil, pas beaucoup plus gros qu'un stylo, permettra aux chirurgiens d'observer leur patient au niveau cellulaire, à tout moment.
Ce mini-microscope incroyable est en cours de développement en collaboration avec l’Université Stanford, le Memorial Sloan Kettering Cancer Center et le Barrow Neurological Institute. Les travaux en cours ont été récemment publiés dans Optique Biomédicale Express.
L'auteur principal Jonathan Liu explique les avantages évidents pour le chirurgien:
"Pouvoir zoomer et voir au niveau cellulaire pendant la chirurgie les aiderait vraiment à différencier avec précision les tissus tumoraux et normaux et à améliorer les résultats pour les patients."
Ce n'est pas seulement dans le domaine des neurochirurgiens que cette avancée technologique pourrait être utile. Les dentistes rencontrent régulièrement une lésion suspecte ou inattendue dans la bouche d'un patient. Dans ces situations, il est important de pécher par excès de prudence, d'exciser les tissus et de les envoyer pour analyse.
Ces patients sont soumis à des procédures qui, le plus souvent, s'avèrent inutiles; Cela met également une pression supplémentaire sur les laboratoires de pathologie.
Un microscope miniature pourrait éliminer la nécessité de nombreuses procédures superflues; Dans les cliniques dermatologiques, par exemple, il pourrait être utilisé pour définir rapidement quels grains de beauté nécessitent des investigations plus poussées.
La technologie derrière le nouveau microscope
Les microscopes les plus petits actuellement disponibles ont à peu près la taille d'un sèche-cheveux. Les efforts antérieurs de miniaturisation ont été au détriment de certains aspects de la qualité de l'image, qu'il s'agisse du champ de vision, du contraste ou de la vitesse de traitement.
Lorsqu'il s'agit d'équilibrer ces compromis, Liu estime que «cet appareil fait l'un des meilleurs travaux de son histoire». Voici quelques exemples du nouveau microscope en action:
Les diapositives de gauche montrent des échantillons des images en temps réel du microscope miniature, comparés aux résultats d'un laboratoire de pathologie clinique de plusieurs jours sur la droite.
Crédit image: Université de Washington
Le microscope réalise sa magie en utilisant la microscopie confocale à deux axes. Cette technologie permet à l'opérateur de voir à travers les tissus opaques jusqu'à 0,5 mm de profondeur. Liu explique les défis de la vision à cette profondeur:
"Essayer de voir sous la surface des tissus, c'est comme essayer de conduire dans un épais brouillard avec vos rayons élevés - vous ne pouvez vraiment pas voir grand chose devant vous. Mais nous pouvons jouer à des trucs pour voir plus profondément dans le brouillard , comme un feu de brouillard qui s'éclaire sous un angle différent et réduit l’éblouissement. "
En microscopie standard, une tranche de tissu doit être prélevée. La microscopie confocale, développée pour la première fois en 1955, permet aux scientifiques de créer une tranche virtuelle de plusieurs micromètres de profondeur, donnant des détails supplémentaires. Il a l'avantage supplémentaire de donner une profondeur accrue à l'image résultante.
Une technologie appelée «balayage en ligne» est également utilisée pour accélérer le traitement des images. À l’aide de miroirs microélectromécaniques (MEMS), le faisceau balaye le tissu ligne par ligne et construit une image. La vitesse est essentielle avec un appareil portable, avec un opérateur moins stationnaire, le flou est une préoccupation évidente.
Au départ, le microscope sera testé comme outil de dépistage du cancer; L'équipe espère que d'ici 2 à 4 ans, elle sera diffusée dans d'autres milieux cliniques. S'il est déployé à grande échelle, ce microscope miniaturisé permettra de réduire le nombre d'interventions médicales inutiles et le taux de réussite de la chirurgie d'élimination des tumeurs.
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