Selon une étude menée par l'University of Göttingen publiée dans eLife, les chercheurs ont mis au point une technique d'imagerie tridimensionnelle qui permet une représentation haute résolution et tridimensionnelle du tissu pulmonaire endommagé à la suite d'une Covid-19 sévère. En utilisant une technique spéciale de microscopie à rayons X, ils ont pu visualiser les changements causés par le coronavirus dans la structure des alvéoles (les minuscules sacs aériens dans les poumons) et du système vasculaire.
Chez la maladie grave de Covid-19, les chercheurs mentionnent avoir observé des changements significatifs dans le système vasculaire, l'inflammation, les caillots sanguins et les membranes hyalines, qui sont composées de protéines et de cellules mortes déposées sur les parois alvéolaires, ce qui rend les échanges gazeux difficiles voire impossibles. Avec leur nouvelle approche d'imagerie, ces changements peuvent être visualisés pour la première fois dans des volumes de tissus plus importants, sans couper et tacher ou endommager le tissu comme dans l'histologie conventionnelle. Selon les chercheurs, il est particulièrement bien adapté pour tracer les petits vaisseaux sanguins et leurs branches en trois dimensions, localiser les cellules du système immunitaire qui sont recrutées sur les sites d'inflammation et mesurer l'épaisseur des parois alvéolaires. En raison de la reconstruction tridimensionnelle, les données pourraient également être utilisées pour simuler l'échange de gaz.
Les chercheurs prévoient que cette nouvelle technique de radiographie sera une extension de l'histologie et de l'histopathologie traditionnelles, domaines d'études qui remontent au XIXe siècle, lorsque les microscopes optiques venaient d'être disponibles et que les pathologistes pourraient ainsi démêler les origines microscopiques de nombreuses maladies. Aujourd'hui encore, les chercheurs mentionnent que les pathologistes suivent les mêmes étapes de base pour préparer et étudier les tissus: fixation chimique, tranchage, coloration et microscopie. Cette approche traditionnelle n'est cependant pas suffisante si des images tridimensionnelles sont nécessaires ou si de grands volumes doivent être projetés, numérisés ou analysés avec des programmes informatiques.
L'imagerie tridimensionnelle est bien connue de la tomographie informatisée médicale (CT). Cependant, selon les chercheurs, la résolution et le contraste de cette technique conventionnelle ne sont pas suffisants pour détecter la structure tissulaire avec une résolution cellulaire ou sous-cellulaire. Par conséquent, ces derniers ont utilisé le contraste de phase, qui exploite les différentes vitesses de propagation des rayons X dans les tissus pour générer un diagramme d'intensité sur le détecteur. Les chercheurs ont développé des optiques et des algorithmes d'éclairage spéciaux pour reconstruire des images nettes à partir de ces modèles, une approche qu'ils ont maintenant adaptée pour l'étude du tissu pulmonaire affecté par une progression sévère de Covid-19. Les chercheurs pourraient enregistrer le tissu pulmonaire à une taille et une résolution évolutives, produisant à la fois des aperçus plus larges et des reconstructions en gros plan. Selon le réglage, leur méthode peut même donner des détails structurels inférieurs à la résolution de la microscopie optique conventionnelle. Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé des rayons X très puissants générés par l'anneau de stockage PETRAIII du synchrotron électronique allemand (DESY) à Hambourg.
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