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Des images du cerveau d’une précision jamais atteinte

le 14 mai 2013
Recherche, Sciences de la Vie et Santé

Le Lem-PHEA : un nouveau colorant ultra-brillant pour mieux observer le cerveau

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Pour obtenir des images en 3D de très haute résolution du système vasculaire cérébral, on utilise un colorant qui devient fluorescent dans le proche infra-rouge, lumière que la peau laisse passer. Un nouveau colorant, le chromophore Lem-PHEA, qui surclasse sensiblement les meilleurs colorants actuellement utilisés, vient d'être synthétisé par une équipe de chercheurs des universités de Lyon, Grenoble et Nantes. Il permet d'obtenir des images du cerveau d'une précision qui n'avait encore jamais été atteinte.

Différentes techniques d'imagerie cérébrale, comme la microscopie biphotonique ou l'IRM, contribuent à comprendre le fonctionnement du cerveau sain ou malade. Une de leurs caractéristiques essentielles est leur résolution spatiale, c'est-à-dire la dimension des plus petits détails observables par chacune d'elles. Typiquement, pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM), cette résolution est limitée à quelques millimètres.

Pour obtenir des images plus précises (avec une résolution de l'ordre du micromètre), il est nécessaire de disposer d'un colorant fluorescent qui doit réunir plusieurs propriétés : luminescence dans le proche infrarouge, solubilité dans les milieux biologiques, faible coût, non toxicité et qui permette l'imagerie 3D (absorption à deux photons).

Une équipe de chercheurs du Laboratoire de chimie (CNRS / ENS de Lyon / Université Claude Bernard Lyon 1), en collaboration avec des chercheurs du Grenoble Institut des Neurosciences (UJF - Grenoble / Inserm / CHU) et du Laboratoire Chimie et interdisciplinarité : synthèse, analyse, modélisation (CNRS / Université de Nantes) vient de mettre au point un nouveau colorant, le Lem-PHEA, qui réunit ces propriétés.

Injecté dans les vaisseaux sanguins d'une souris, le Lem-PHEA a révélé les détails du système vasculaire de cet animal avec une précision qui n'avait encore jamais été atteinte, grâce à une fluorescence nettement amplifiée par rapport aux colorants « classiques » (tels que les dérivés de la Rhodamin-B et des cyanines). Avec le Lem-PHEA, les chercheurs ont obtenu des images plus contrastées (en termes de brillance) qu'avec ces colorants usuels. Enfin, il est facilement éliminable par les reins et aucun résidu toxique n'a été retrouvé dans le foie.

Ces résultats publiés dans la revue Chemical Science ouvrent d'importantes perspectives pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau.

 

Image du système vasculaire cérébral d'une souris obtenue par microscopie biphotonique en 3D avec ajout du colorant Lem-PHEA.
© B. van der Sanden et F. Appaix (Institut des neurosciences de Grenoble)

Référence :

Julien Massin, Azzam Charaf-Eddin, Florence Appaix, Yann Bretonnière, Denis Jacquemin, Boudewijn van der Sanden, Cyrille Monnereau and Chantal Andraud (2013). A water soluble probe with near infra-red two-photon absorption and polarity-induced fluorescence for cerebral vascular imaging. Chemical Science.


Mise à jour le 21 octobre 2016

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