Les liquides ioniques deviennent des organes entiers transparents comme du verre tout en préservant les détails des tissus complexes

Les scientifiques ont trouvé un moyen de visualiser des organes délicats comme le cerveau et le cœur en laissant la lumière entrer dans les tissus et en exposant leur fonctionnement interne, aucune dissection requise. Dans leur étude publiée dans CelluleLes chercheurs chinois introduisent une nouvelle technique pour convertir le tissu biologique en un état transparent et en verre, ce qui facilite la visualisation de la façon dont les tissus biologiques interagissent les uns avec les autres à un niveau microscopique avec une résolution exceptionnelle.

Pour obtenir une structure transparente, les chercheurs ont développé une technique appelée inspection volumétrique à base de solvants ioniques-liquides vitrées de la biostructure ou vivit à l’échelle trans.

Les étoiles du spectacle étaient des liquides ioniques (IL), qui sont des sels qui ont tendance à exister en phase liquide même à des températures plus basses. En utilisant Vivit, les chercheurs ont cartographié comment les neurones multisensoriels de la région du thalamus du cerveau se connectent à leurs signaux entrants et ciblent leurs sorties à l’échelle du cerveau, ainsi que de nouvelles informations sur le contrôle inhibiteur du cortex humain.

Comprendre les systèmes biologiques complexes nécessite de visualiser leurs structures et mécanismes complexes de près et en détail. Des techniques comme la compensation optique des tissus permettent aux scientifiques d’imaginer les tissus dans leur état 3D, ce qui signifie que des organes entiers peuvent être vus sans les couper.

Cependant, la plupart de ces méthodes utilisent des solvants organiques ou des solutions aqueuses pour rendre les tissus transparents, ce qui accomplit la tâche mais voit avec leur propre part des inconvénients. Ces liquides peuvent provoquer un rétrécissement des tissus ou un gonflement, dont la forme naturelle des tissus.

Les chercheurs de cette étude ont révélé que le traitement des échantillons biologiques avec ILS a initié un processus appelé vitrification où les tissus se sont transformés en une structure en verre solide sans former des cristaux de glace destructeurs lorsqu’ils sont refroidis.

Cette nature non destructive fait de Vivit une méthode révolutionnaire, car elle préserve de délicats des échantillons biologiques tout en permettant à l’équipe de visualiser les structures à travers les échelles – des organes entiers aux plus belles connexions cellulaires.

Les biologistes recourent souvent à la microscopie à haute résolution pour mieux regarder les structures dans les tissus biologiques. Ces machines de microscopie ne fonctionnent pas bien avec des échantillons d’organes entiers et nécessitent donc des échantillons en tranches fines pour atteindre des images claires. Ce processus endommage la structure fine et rend difficile la reconstruction de modèles 3D précis à partir de tranches multiples.

Vivit résout ce problème en rendant l’échantillon optiquement clair, fournissant ainsi un moyen pratique d’étudier les structures biologiques sans couper physiquement le tissu. Il préserve également la capacité de sectionner précisément les échantillons dans un état gelé sans causer de dommages, grâce aux effets protecteurs de la vitrification.

Un avantage supplémentaire de la vitrification est son amélioration inattendue des signaux de colorant fluorescent, augmentant la luminosité jusqu’à 38 fois pour certains colorants, améliorant considérablement l’imagerie à haute résolution.

L’équipe a également développé des TARR (Système de reconnexion et de reconstruction d’acquisition à échelle trans-échelle), un outil logiciel qui couvre pratiquement les échantillons tranchés dans une structure 3D avec une haute fidélité.

Les chercheurs notent que si Vivit offre une solution pratique pour l’interrogatoire à échelle trans, il reste nécessaire de clarifier les mécanismes par lesquels les IL interagissent avec les tissus adaptés, d’induire des états non cristallins et d’amplifier les signaux de fluorescence. Ces idées peuvent inspirer le développement de méthodologies plus récentes basées sur l’IL pour étudier les systèmes biologiques complexes.

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