La microscopie traditionnelle nécessite des objectifs en lentille pour agrandir les échantillons, et peut impliquer de nombreux composants optiques tels que des objectifs supplémentaires, des filtres et des miroirs afin de réfracter et diriger la lumière vers des capteurs optiques. Le numéro d'août 2012 de JoVE (Journal of Visualized Experiments) est marqué par la troisième publication du laboratoire Ozcan (Université de Californie, Los Angeles) sur leur plateforme de microscopie sans lentille « sur puce », qu'ils ont mise au point.
En 2009, le laboratoire d'Ozcan a publié son premier article, qui démontrait l'utilisation d'une plateforme d'imagerie sans lentille capable de visualiser des cellules dans du sang total. Cette technique d'imagerie consiste à placer un échantillon directement sur un réseau de capteurs optoélectroniques, comme les puces CCD ou CMOS présentes dans les caméscopes standards. Ensuite, une illumination par LED provenant de l'au-dessus de l'échantillon projette des ombres sur la puce, qui sont enregistrées sous forme d'hologrammes numériques pouvant être soumis à un traitement d'image. Non seulement ce système d'imagerie sans lentille permet un champ de vision extrêmement large (CV de 0,6 à 8 cm2), mais l'absence de composants optiques encombrants le rend excellent pour les applications microfluidiques. Le groupe Ozcan le démontre dans leur article de suivi publié en 2011 dans JoVE, dans lequel des globules blancs marqués par fluorescence sont imagés à l'intérieur d'une puce microfluidique.
Ce mois d'août dans JoVE, le groupe Ozcan démontre de nouvelles avancées apportées à sa plateforme de microscopie sans lentille en l'appliquant à l'imagerie tomographique du nématode C. elegans. En modifiant l'angle d'illumination à l'aide d'un plateau de rotation motorisé, le groupe Ozcan montre comment plusieurs coupes holographiques peuvent être générées pour un échantillon, lesquelles, après traitement, peuvent être combinées en tomogrammes. Le groupe Ozcan confirme la réussite de sa reconstruction 3D du ver en indiquant que le tube pharyngé, une structure de 5 micromètres d'épaisseur, n'est visible que dans une seule coupe et dans une section transversale reconstruite en 3D.
La nature compacte et peu coûteuse des systèmes d'imagerie sans lentille — conçus et assemblés par le groupe Ozcan — les rend très adaptés aux applications diagnostiques de type « point de soin », ou même à une microscopie basée sur téléphone portable pouvant être réalisée sur le terrain.
Au centre clinique et de recherche Ernest Gallo de l'Université de Californie à San Francisco, JoVE montre comment visualiser les changements morphologiques dans des cellules individuelles à l'aide de la microscopie de fluorescence tridimensionnelle et d'une analyse informatique. Dans cette procédure, les cellules reçoivent un agoniste, un antagoniste suivi d'un agoniste, ou aucun traitement, puis sont préparées pour la microscopie immunofluorescente. Des images tridimensionnelles sont obtenues à l'aide d'un système laser à deux photons, et les données de fluorescence sont traitées sur ordinateur à l'aide des logiciels Imaris et Matlab.
Pour démontrer la puissance de cette technique, nos auteurs quantifient les changements phénotypiques au niveau de cellules uniques dans des cellules HEK293 transfectées. Une analyse morphométrique tridimensionnelle révèle des modifications marquées dans les cellules traitées avec un agoniste. Ces modifications ne sont pas toujours apparentes lorsqu'on utilise une analyse bidimensionnelle classique. Cette technique permet de quantifier et de caractériser les changements morphologiques survenant dans des cellules individuelles en réponse à des stimuli pharmacologiques, offrant ainsi un nouvel outil d'évaluation puissant dans l'arsenal de la recherche en découverte de médicaments.
Ce mois-ci, dans JoVE Physique appliquée, nous nous rendons en Caroline du Sud pour visiter l'École de science et génie des matériaux de l'Université Clemson. Ici, des chercheurs nous montrent comment construire des batteries au lithium destinées à la recherche en laboratoire.
Les composants de base d'une pile au lithium de type bouton sont l'électrode de travail, l'électrolyte au lithium et une électrode contre-électrode en feuille de lithium. Les différents composants de la pile sont soigneusement assemblés et scellés à l'aide d'une machine à sertir. La pile terminée peut ensuite être caractérisée à l'aide d'un testeur de batterie. Grâce à leurs piles bouton fabriquées en laboratoire, nos chercheurs peuvent expérimenter différents matériaux pour la fabrication des cathodes de piles au lithium de type bouton.
Ce mois-ci dans JoVE Immunologie et Infection, nous nous rendons à Bâle, en Suisse, pour observer deux techniques permettant de diagnostiquer les infections parasitaires. Nous voyons également comment les chercheurs réalisent le test de course aller-retour chez les enfants, afin d'évaluer les effets de ces infections sur la condition physique.
Les helminthes sont des vers parasites qui peuvent vivre chez l'homme et les animaux. De nombreuses espèces infectent le tube digestif et peuvent être transmises par le sol. Nos auteurs démontrent la technique de Kato-Katz, utilisée pour diagnostiquer plusieurs helminthes fréquents transmis par le sol. Ils présentent également la technique de Baermann, qui utilise la lumière pour stimuler la migration de certains types d'helminthes phototactiques hors des préparations d'échantillons. Les différents types d'espèces d'helminthes peuvent ensuite être déterminés en fonction de leur morphologie.
Nos auteurs démontrent ensuite comment installer et réaliser un test de course navette de 20 mètres chez les enfants, et comment mesurer l'impact des infections par des helminthes sur la condition physique. Cette méthode peut aider à déterminer le fardeau réel des infections à helminthes transmises par le sol sur la santé globale.
Ce bref résumé met en lumière quelques articles vidéo remarquables qui seront publiés en août. Nous présenterons également des articles démontrant comment exprimer des gènes dans le mésencéphale de l'embryon de poulet, étudier la transmigration des neutrophiles dans des chambres à écoulement parallèle tapissées de cellules endothéliales, et mesurer précisément la dégradation protéolytique de la matrice extracellulaire.