La formation d’un thrombus perforant qui conduit à l’arrêt de l’hémorragie est l’un des événements les plus essentiels de la vie1. Pourtant, malgré cette essentialité, la connaissance de ce qui se passe structurellement lors de la formation d’un thrombus, que ce soit dans une veine, une artère, un événement athérosclérotique ou un caillot occlusif, a été limitée par la résolution et la profondeur de l’imagerie. La microscopie optique conventionnelle est limitée en profondeur par rapport à un thrombus de plaie perforante entièrement formé, de 200 à 300 μm en Z1, et en niveau de résolution par rapport à la taille des organites plaquettaires et à leur espacement, souvent inférieur à 30 nm2. La microscopie optique à deux photons peut fournir la profondeur d’imagerie nécessaire, mais n’améliore pas la résolution de manière significative. Les progrès les plus récents en microscopie optique, par exemple, les techniques de super-résolution, sont encore limités en résolution, en pratique ~20 nm en XY et deux fois plus en Z, et la profondeur limitée, pas plus que la microscopie optique conventionnelle. De plus, la microscopie optique à super-résolution, comme une grande partie de la microscopie optique de recherche, est basée sur la microscopie à fluorescence, une technique qui est intrinsèquement biaisée par rapport à un petit ensemble de protéines candidates pour lesquelles il existe de bons anticorps ou de bonnes constructions étiquetées3. En conclusion, la microscopie électronique à balayage conventionnelle peut, tout au plus, visualiser la surface du thrombus riche en plaquettes en formation.
Pour surmonter ces limitations techniques à la caractérisation de la structure du thrombus, nous avions trois objectifs. Tout d’abord, produire de manière reproductible une plaie perforante définie dans une veine ou une artère de souris qui pourrait ensuite être facilement stabilisée in situ par fixation chimique. Deuxièmement, appliquez une procédure préparative qui met l’accent sur la préservation de la membrane, un objectif compatible avec l’objectif de définir la position des plaquettes individuelles dans le thrombus en formation. Troisièmement, utilisez une technique de visualisation impartiale qui, en une seule image, pourrait être mise à l’échelle entre le nanomètre et le millimètre.
La microscopie électronique à large zone montée a été choisie comme technique majeure de visualisation finale pour une seule raison importante : en imagerie au microscope électronique, on voit un vaste éventail de caractéristiques à l’intérieur d’une cellule qui décrit ses organites et ses caractéristiques à l’intérieur des organites. De petits objets tels que les ribosomes peuvent être reconnus. Cette gamme de caractéristiques est observée parce que les colorants de métaux lourds denses en électrons, l’uranyle, le plomb et l’osmium, qui sont utilisés pour la microscopie électronique pour produire un contraste se lient à un large éventail de molécules. Dans une image au microscope électronique, on voit une grande partie de ce qui s’y trouve, tandis qu’avec les approches d’immunofluorescence et de marquage des protéines, on ne voit que ce qui s’allume. Il s’agit, par exemple, des sites antigéniques présents sur une espèce protéique individuelle donnée. Dans le cas d’une molécule marquée, souvent une protéine, il s’agit du ou des sites où se trouve cette protéine. Toutes les autres molécules sont sombres et non éclairées. Cependant, ce choix de la microscopie électronique est-il pratique ? Un thrombus perforant a une taille de 300 par 500 μm et, à une taille de pixel de 3 nm, cela représente une image de 100 000 par 167 000 pixels. Une caméra de microscope électronique de haute qualité a 4000 par 4000 pixels. Cela signifie qu’environ 1000 images doivent être assemblées/mélangées pour donner une seule image. C’est une possibilité qui a été présente dans la plupart des microscopes électroniques fabriqués au cours des 15 dernières années. La platine du microscope est informatisée et les images peuvent être assemblées avec un ordinateur. C’est la raison qui a conduit à faire les choix qui ont présidé à la formulation du protocole présenté.
En conclusion, nous présentons ci-dessous une série d’étapes qui donnent une plaie reproductible dans la veine ou l’artère de souris qui, ensuite, après des étapes de fixation in situ et plus tard des étapes d’encastrement, peut être visualisée par microscopie électronique à transmission à large zone à l’échelle nm et dans l’image assemblée visualisée à une échelle proche du mm, l’échelle de l’in situ réel thrombus fixe. Une telle évolutivité est nécessaire pour comprendre que la formation de thrombus est à la fois un problème d’hématologie et de santé et un système de biologie du développement dans lequel les plaquettes sont le principal type de cellule. Ces avancées offrent une vertu majeure de la microscopie électronique, à savoir que l’on voit ce qu’il y a, pas seulement ce qui s’allume. Pour un protocole détaillé sur la préparation d’échantillons pour la microscopie électronique à balayage en série (SBF-SEM), le lecteur est invité à consulter un article récent de Joshi et al.4.