Les professionnels de la santé veulent tous pouvoir diagnostiquer rapidement et correctement les maladies. Leur capacité future à le faire dépendra de l’identification des substances biochimiques présentes dans les coupes de tissus, de l’emplacement des biomolécules et à quelles concentrations.
À cette fin, l’imagerie par spectrométrie de masse – qui peut identifier plusieurs substances biochimiques dans une seule expérience – sera utile. Cependant, la stabilité de l’échantillonnage biomoléculaire doit être améliorée pour obtenir les informations de distribution chimique avec une résolution spatiale élevée.
Dans la récente étude publiée dans Chimie analytique, des chercheurs de l’Université d’Osaka ont utilisé la spectrométrie de masse pour visualiser la distribution des molécules de graisse dans les tissus cérébraux de souris. Ils ont acquis des données à une résolution spatiale de 6,5 micromètres, permettant une analyse au niveau cellulaire.
Les chercheurs ont utilisé un très petit capillaire pour extraire doucement les molécules lipidiques d’une section de tissu et une configuration soigneusement conçue pour un contrôle directionnel 3D fin. Bien que le tissu biologique puisse souvent sembler lisse à l’œil nu, à une échelle ultra-petite, il est plutôt rugueux. La capacité à prendre en compte cette rugosité à très petite échelle est essentielle pour obtenir des données biochimiques reproductibles à haute résolution spatiale.
Dans nos expériences, l’amplitude des vibrations de la sonde est constante même lorsque la hauteur de l’échantillon change. Nous pouvons également mesurer les changements de hauteur de l’échantillon jusqu’à 20 micromètres, et elle peut être augmentée jusqu’à 180 micromètres. «
Yoichi Otsuka, premier auteur de l’étude, Université d’Osaka
Les premières expériences des chercheurs visaient à mesurer des distributions irrégulières de molécules sur une surface inégale: des micropuits remplis de différentes concentrations d’un colorant. Les concentrations mesurées étaient en corrélation avec les concentrations connues et la topographie de surface mesurée était proche du diamètre réel du micropuits. Des expériences avec des coupes de cerveau de souris ont donné des données multidimensionnelles sur plusieurs molécules telles que la distribution de certains hexosylcéramides – lipides qui sont importants dans le vieillissement.
«L’analyse des composants de principe nous a aidés à intégrer nos nombreuses données», explique Takuya Matsumoto, auteur principal. « Par exemple, nous pourrions attribuer les classes de lipides qui sont principalement présentes dans le cortex et le tronc cérébral. »
La corrélation de ces données avec la progression de la maladie nécessitera une étude plus approfondie et peut-être un développement supplémentaire de la configuration d’extraction de biomolécules des chercheurs. Les chercheurs prévoient que leur approche sera utile pour imager quantitativement les myriades de réseaux neuronaux dans les tissus cérébraux. En fin de compte, ils espèrent aider les médecins à diagnostiquer de manière fiable des maladies telles que le cancer du cerveau dans une coupe de tissu à l’aide d’informations moléculaires à haute résolution spatiale.
La source:
Référence du journal:
Otsuka, Y., et al. (2020) Imagerie multimodale à haute résolution spatiale par ionisation électrospray de sonde à balayage en mode tapotement avec contrôle de rétroaction. Chimie analytique. doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04144.
