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Dans les tissus rendus transparents, la fluorescence des protéines (obtenue par voie génétique) permet de visualiser les réseaux de neurones en trois dimensions, de façon bien plus efficace qu'avec les techniques classiques de microscopie. © Riken BSI
L'image est saisissante : l'embryon de souris est littéralement translucidetranslucide et ses organes deviennent ainsi visibles. La prouesse n'est pas un jeu mais une technique mise au point par Atsushi Miyawaki et son équipe du Riken Brain Science Institute (Riken BSI) pour améliorer les observations du cerveau par fluorescence. Le marquage sélectif de certaines protéines présentes dans les cellules par des moléculesmolécules fluorescentes permet en effet de les repérer facilement sur des images en microscopie et donc de mieux comprendre le fonctionnement des réseaux de neurones.
Les techniques classiques de microscopie imposent de découper de très fines tranches de tissu observées par transparencetransparence. Regarder une couche plus épaisse est à peu près impossible sauf quand ces tissus sont naturellement transparents, comme ceux des médusesméduses ou du ver Caenorhabditis elegans, que les biologistes aiment beaucoup.
D'où l'idée de préparer les tissus pour les rendre artificiellement transparents ou au moins translucides. Elle n'est pas nouvelle. En 2007, une équipe japonaise (de l'Institut de biologie des amphibiensamphibiens d'Hiroshima) avait, par sélection, obtenu des grenouilles transparentes. Cette année, une équipe américaine de l'université Yale a rapporté avoir réussi à rendre des souris suffisamment transparentes pour obtenir des images 3D par fluorescence, du cerveau mais aussi d'autres organes.
L'embryon de souris traité au réactif Scale (à droite) est effectivement translucide... © Riken BSI
Les neurones en 3D
L'équipe de l'institution Riken a utilisé un réactifréactif mis au point auparavant et baptisé Scale (que les chercheurs orthographient Sca/e). Selon les auteurs, ce cocktail d'urée et de glycérolglycérol produit une transparence élevée, comme le montrent les images présentées dans l'article publié dans la revue Nature Neuroscience. De plus, cette transparence correspond très bien, expliquent-ils, à la lumièrelumière émise par les protéines rendues fluorescentes, qui reste peu absorbée.
Ils ont pu mettre leur méthode à l'épreuve pour étudier des réseaux de neurones de cerveaux d'embryons de souris. Les images présentent une résolutionrésolution inférieure à la dimension des cellules et les observations plongent jusqu'à plusieurs millimètres, ce qui permet de réaliser des vues en trois dimensions des réseaux neuronaux, c'est-à-dire de les visualiser bien mieux qu'à l'aide d'autres techniques.
L'équipe espère bien, comme celle de l'université de Yale, obtenir des résultats semblables sur d'autres organes. Les chercheurs espèrent même trouver un réactif qui pourrait s'utiliser sur des tissus vivants. De quoi avoir un nouveau regard sur la physiologie animale....
