Les rayons X pourraient livrer le secret d’Alzheimer
Mardi 30 mai 2006
IMAGERIE. A l’Institut Paul Scherrer, la microscopie tomographique permet d’obtenir une résolution inégalée
Les rayons X ont été découverts il y a plus de cent ans. Ils font partie de l’activité quotidienne des radiologues. Mais c’est en Argovie, au sein de l’Institut Paul Scherrer (PSI), le plus grand laboratoire de recherche publique en Suisse, que leur potentiel est utilisé à des niveaux encore jamais atteints.
Nom de la nouvelle technologie: la microscopie tomographique à rayons X. Celle-ci permet de réaliser des images en trois dimensions dont la netteté et la résolution dépassent de loin ce que l’on trouve dans les meilleurs laboratoires de la planète. A titre indicatif, les appareils dotés de tels systèmes permettent de visualiser un micromètre, soit un millième de millimètre. L’échantillon analysé ne subit aucune altération. Des chercheurs du monde entier n’hésitent donc pas à se déplacer au PSI pour faire photographier leur échantillon.
Marco Stampanoni, 32 ans et diplômé de physique de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, est à la base de cette innovation. La machine qu’il a mise au point en deux ans a coûté au total 500’000 francs. Elle allie plusieurs procédés novateurs développés au PSI comme le SLS, autrement dit un accélérateur d’électrons. «Chaque fois qu’on oblige un électron à prendre une trajectoire circulaire, par exemple à l’aide d’aimants, celui-ci subit une accélération. Lorsque la vitesse devient proche de celle de la lumière (300’000 kilomètres par seconde), les électrons produisent une radiation électromagnétique sous la forme de rayons X très intenses. Plus l’intensité est élevée, plus l’imagerie devient nette», explique Marco Stampanoni.
Pour obtenir une résolution en trois dimensions très élevée, soit de l’ordre du millième de mètre en quelques minutes, le chercheur tessinois a mis au point un capteur de haute technologie. Ce dernier comprend un cristal très fin qui transforme les rayons X non visibles à l’œil nu en une fréquence visible: le vert. Ce cristal est placé entre l’échantillon à photographier, un microscope optique à très haute résolution et un appareil photo digital très puissant. Le système est capable de détecter 16 000 niveaux de gris sur une surface de 1 cm2 en 5 millisecondes.
Des traces laissées dans les vaisseaux sanguins
Vu les résultats extraordinaires du premier instrument, le PSI a décidé de construire une ligne totalement dédiée à l’imagerie microscopique tomographique pour un coût total de 2 millions de francs. Le financement est paritairement réalisé entre l’EPFL et le PSI. Ce nouvel appareil est actuellement testé par des experts. «Les applications médicales sont multiples», souligne Marco Stampanoni. Un exemple: la maladie d’Alzheimer. Le PSI collabore dans un projet de recherche avec Novartis, l’EPFZ et l’Université de Zurich pour déceler les traces laissées dans les vaisseaux sanguins par la maladie. Des chercheurs ont récemment découvert des altérations sur des vaisseaux sanguins de jeunes souris atteintes de la maladie d’Alzheimer. «L’avantage est que nous pouvons reproduire le cerveau dans sa totalité, c’est-à-dire l’ensemble du système vasculaire avec une résolution comprise entre 1 et 15 millièmes de millimètre», précise Marco Stampanoni. Dans le domaine de l’ostéoporose aussi, la technologie développée par le jeune Tessinois pourrait permettre de comprendre comment cette maladie apparaît et comment elle progresse.
Enfin, les paléobiologues se montrent aussi vivement intéressés par la microscopie tomographique. Celle-ci permet d’obtenir des détails sur un embryon de 500 millions d’années qui ne mesure qu’une dizaine de microns de diamètre. Cette observation, qui fera prochainement l’objet d’un article dans Nature, a été rendue possible grâce à la machine développée par l’équipe de Marco Stampanoni.
Daniel Eskenazi, Zürich