Santé

FRAP et microscopie à 2 photons : un mariage réussi

Dossier - Les tribulations d'une protéine architecte
DossierClassé sous :médecine , cellules , tumeurs

-

En associant deux techniques d'imagerie très sophistiquées, des chercheurs du CNRS ont pu suivre in vivo les mouvements de l'ezrine, protéine « architecte » des cellules épithéliales. Un excellent moyen pour comprendre comment s'organisent les épithéliums mais aussi pour expliquer comment des cellules tumorales peuvent quitter leur site initial et aller former des foyers cancéreux à distance.

  
DossiersLes tribulations d'une protéine architecte
 

La technique de FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) permet de mesurer la capacité d'une molécule à se déplacer au cours du temps. C'est une technique de plus en plus répandue pour étudier les mouvements des protéines in vivo.

Dans un premier temps, un marqueur fluorescent est couplé à la molécule d'intérêt. Ensuite, en illuminant fortement avec un laser une région donnée, ces protéines sont « éteintes » définitivement c'est-à-dire que leur marqueur fluorescent ne peut plus émettre de lumière. Le retour progressif de la fluorescence dans ce « trou noir » n'a lieu que si les protéines sont en mouvement, ce qui permet de mesurer leur mobilité. Le principe de la microscopie à deux photons est d`exciter une molécule fluorescente par un faisceau infrarouge produisant des impulsions ultra-brèves tellement intenses que deux photons sont absorbés simultanément par cette molécule.

Pour des raisons physiques, ce type d`excitation à deux photons n`a lieu qu`au point focal, dans un volume de quelques microns, et tout se passe comme si la lumière d`excitation était créée dans ce volume uniquement. Les images sont obtenues en déplaçant ce volume par balayage du faisceau laser. Le confinement de l`excitation et la meilleure pénétration du la lumière infrarouge permet une imagerie en profondeur beaucoup plus fine et limite les effets photo-destructeurs de l`imagerie classique à un photon. En couplant ces deux techniques, il est alors possible de suivre les déplacements d'une protéine en trois dimensions dans une cellule.

L'avenir de la microscopie à deux photons

Au niveau de la recherche en biologie, le développement de la microscopie à 2 photons devrait permettre la transposition in vivo d'études aujourd'hui uniquement possibles sur des échantillons fixés.

Parallèlement, les perspectives médicales de cette microscopie se profilent déjà. Par rapport à toutes les méthodes d`imagerie optique conventionnelle, la microscopie à 2 photons offre des avantages uniques : son rayonnement est moins destructeur et pénètre plus profondément dans les tissus ; mais surtout elle permet de réaliser une image nette et directe d`une lésion située en profondeur comme si elle était à la surface de l`échantillon.

Ce diagnostic optique de pointe est maintenant expérimenté par l'équipe de François Amblard en collaboration avec le Service d'Anatomopathologie de l'Institut Curie. Les premières images obtenues donnent des informations sur la structure des tissus jusqu'à l'échelle subcellulaire, mais aussi sur leur métabolisme. Avec la microscopie à 2 photons, le diagnostic pourrait, dans un proche avenir, être instantané et ne nécessiterait aucune préparation ni biopsie.

La microscopie à 2 photons offre des avantages uniques : son rayonnement est moins destructeur et pénètre plus profondément dans les tissus.