Des chercheurs de l’université d’Adélaïde ont réalisé la première imagerie d’embryons à l’aide de caméras conçues pour les mesures quantiques.
Les universitaires du Centre de lumière pour la vie de l’université ont étudié comment utiliser au mieux la technologie des caméras ultrasensibles, notamment la dernière génération de caméras capables de compter les paquets individuels d’énergie lumineuse à chaque pixel, pour les sciences de la vie.
Le directeur du centre, le professeur Kishan Dholakia, a déclaré que la détection sensible de ces paquets d’énergie lumineuse, appelés photons, est d’une importance vitale pour capturer les processus biologiques dans leur état naturel, ce qui permet aux chercheurs d’éclairer les cellules vivantes avec de faibles doses de lumière.
« Les dommages causés par l’éclairage sont un problème réel qui peut souvent être négligé. L’utilisation du niveau de lumière le plus faible possible, associée à ces caméras très sensibles, est importante pour comprendre la biologie dans les cellules vivantes et en développement », a ajouté le professeur Dholakia. « La technologie d’imagerie moderne est très intéressante pour ce qu’elle nous permet de voir. »
« Ces échantillons sont des spécimens vivants, en développement, qui servent de base aux études soutenant les progrès de la FIV clinique », a indiqué le professeur Dholakia.
La technologie des caméras numériques a progressé à un point tel que des concepts de physique fondamentale tels que la mécanique quantique deviennent importants et pertinents, a déclaré l’auteur principal et étudiant en doctorat, M. Peterkovic.
« De nombreux composés naturels présents dans les cellules s’illuminent sous l’effet de la lumière, ce qui peut nous en apprendre beaucoup sur ce que nous observons, mais le signal est malheureusement très faible », a-t-il déclaré.
« Il est passionnant d’appliquer ces caméras quantiques et de les utiliser pour tirer le meilleur parti de nos microscopes. »
« Une grande partie du projet consistait à mettre au point une méthode permettant de comparer équitablement la qualité de l’image entre différentes caméras. »
L’analyse des images a été rendue possible par une combinaison d’expertises allant de l’optique à la biologie, en passant par la physique des lasers et la microscopie.
« Nous avons même étudié comment l’intelligence artificielle pouvait être utilisée pour supprimer le bruit des images capturées, qui est essentiellement statique parce que la caméra a du mal à capter suffisamment de lumière », a conclu M. Peterkovic.
« Ces étapes vont au-delà du simple fait de placer la caméra dans le microscope pour prendre des photos. »
Les orientations futures de ce travail incluent l’extension au domaine de l’imagerie quantique, où les états quantiques de la lumière peuvent être utilisés pour obtenir davantage d’informations sur l’échantillon.
L’équipe de recherche, qui comprenait également Zane Peterkovic, le Dr Avinash Upadhya, Ramses Bautista Gonzalez, le Dr Megan Lim, le Dr Chris Perrella, Admir Bajraktarevic et le professeur associé Kylie Dunning, qui dirige également le Reproductive Success Group au Robinson Research Institute, a testé la technologie pour imager des embryons dans le cadre d’un essai préclinique, et a publié ses conclusions dans APL:Photonics.
Légende illustration : Image d’un embryon de souris vivant avec et sans capture optimisée. Credit: University of Adelaide
Article : « Optimizing image capture for low-light widefield quantitative fluorescence microscopy » – DOI: 10.1063/5.0245239
