Un nouveau modèle d'imagerie pour la tumeur du sein

Généralement utilisée pour comprendre les fonctions biologiques des tumeurs, la microscopie optique donne un aperçu limité de l'hétérogénéité spatiale des tumeurs du sein car elle n'accède qu'à des volumes inférieurs à un millimètre cube.

Haute résolution avec une nouvelle méthode d'imagerie

Un article paru dans la Revue Nature présente une nouvelle technique développée par des chercheurs de Munich, connue sous le nom de mésoscopie optoacoustique multispectrale (MSOM), objective le contraste optique à travers des volumes tumoraux qui sont au moins 1000 fois plus grands que ceux possibles avec la microscopie optique, permettant une visualisation en haute résolution des profils d'hétérogénéité tumorale. Avec cette méthode d'imagerie, la tumeur est d'abord excitée avec des impulsions de lumière laser infrarouge. « Les composants tumoraux et tissulaires qui absorbent cette lumière d'excitation subissent une augmentation de température transitoire minuscule, ce qui conduit à une petite expansion locale du volume, suivie d'une contraction, explique le Dr. Jiao Li. Ce processus d'expansion et de contraction génère un faible signal ultrasonore, que nous collectons avec un détecteur »,

Les données collectées sont traitées mathématiquement pour former des images d'absorption de lumière qui indiquent différents modèles de tumeurs reflétant leur oxygénation et leur vascularisation. « Pour la première fois, la MSOM propose des images optiques qui atteignent l'intérieur des tumeurs à des profondeurs de dix millimètres et plus avec une résolution de moins de 50 microns », poursuit-elle.

Comprendre la variété fonctionnelle des tumeurs

« L'imagerie MSOM des tumeurs solides nous a permis de voir les tumeurs sous un nouveau jour, précise le professeur Vasilis Ntziachristos, titulaire de la chaire d'imagerie biologique du TUM et directeur de l'Institut d'imagerie biologique et médicale du Helmholtz Zentrum München. La MSOM nous permet de comprendre comment la fonctionnalité tumorale varie à travers la tumeur, portant les observations optiques bien au-delà des limites de pénétration en profondeur de la microscopie optique ».

Dans les photos prises à partir de carcinomes mammaires de souris, les chercheurs peuvent voir des modèles indiquant la présence ou l'absence de vaisseaux sanguins, et ainsi étudier les schémas de vascularisation. La MSOM peut également identifier les niveaux d'hémoglobine et indiquer si l'oxygène est lié à l'hémoglobine ou pas. De plus, des images MSOM ont été utilisées pour déterminer la perméabilité des parois des vaisseaux par rapport aux nanoparticules. En utilisant le modèle de la souris, les scientifiques sont déjà en mesure de suivre la façon dont les minuscules particules d'or sont transportées.

Des images tumorales en 3D sans biopsie chirurgicale

Contrairement à l'histologie conventionnelle, où le tissu doit être retiré, découpé et examiné au microscope par un anatomo-pathologiste, la MSOM permet une analyse tridimensionnelle de tumeurs vivantes entières sans avoir besoin de biopsies chirurgicales. Cela soutient en outre les études longitudinales afin que la croissance ou la récession tumorale sous différents médicaments puissent être étudiées avec une plus grande précision. Tout cela ouvre la voie à une meilleure compréhension de la fonction biologique et de l'efficacité des médicaments au cours du développement de médicaments pour l'homme.