L'incroyable méthode pour rendre les organes transparents !

Un procédé révolutionnaire de traitement des tissus permettant de rendre les organes totalement transparents a été dévoilé cette année.

Transformation d'un cerveau de souris à gauche en un cerveau transparent mais toujours intact à droite. Kwanghun Chung and Karl Deisseroth, Howard Hughes Medical Institute/Stanford University

CERVEAU. En 2013, des chercheurs sont parvenus à rendre un cerveau totalement transparent ! Certes, le cerveau appartenait à une souris morte mais cette prouesse leur a tout de même permis d'étudier, en trois dimensions et sans dissection, l'intégralité de ses neurones et des composants moléculaires.

Une technique qui révolutionne l’imagerie

Baptisée CLARITY par ses inventeurs de l'université américaine de Stanford, cette technique a aussi fonctionné sur un cerveau humain préservé depuis plus de six ans et est également applicable à d'autres organes, selon des travaux publiés en avril dans la revue britannique Nature.

Mis au point sous la houlette de Karl Deisseroth, psychiatre et spécialiste en bio-ingénierie, ce nouveau type d'imagerie médicale pourrait révolutionner les connaissances sur le fonctionnement du cerveau, ses maladies et la façon dont elles affectent notre comportement.

LIPIDES. Pour rendre le cerveau transparent, les scientifiques ont dû se débarrasser de ses éléments opaques.

Or ce qui rend le cerveau opaque, imperméable à la fois à la lumière et à de nombreuses substances chimiques, ce sont les lipides, autrement dit les graisses.

 CLARITY permet d'analyser les molécules dans un cerveau de souris intact. Chaque couleur représente une molécule différente. Kwanghun Chung and Karl Deisseroth, Howard Hughes Medical Institute/Stanford University. 

FLAN. Le problème, c'est que ces graisses contribuent à former les membranes des cellules et donnent au cerveau sa structure. Et si on les enlève, les tissus restants s'effondrent comme un flan trop liquide. Les chercheurs de Stanford ont pour la première fois réussi à remplacer ces lipides par de l'hydrogel, un gel composé en majorité d'eau.

Laisser tremper puis chauffer

La recette paraît simple: laisser tremper le cerveau intact dans la solution d'hydrogel pour donner le temps aux petites molécules qu'il renferme de pénétrer dans les tissus. Puis chauffer à 37°C - la température du corps humain - pendant trois heures pour faire durcir le mélange.

À ce stade, le cerveau et l'hydrogel forment une "structure hybride" qui maintient les lipides en place mais ne les retient pas prisonniers. Il n'y a plus alors qu'à extraire les graisses en y faisant passer un courant électrique ("électrophorèse").

CARTOGRAPHIE. Le résultat ? Un cerveau transparent conservant toutes ses structures: neurones, fibres nerveuses, aiguillages et connexions entre les neurones, protéines, etc.

Neurones dans un cerveau de souris intact. Kwanghun Chung and Karl Deisseroth, Howard Hughes Medical Institute/Stanford University 

"Nous pensions que si nous arrivions à retirer les lipides de manière non destructrice, nous pourrions faire pénétrer de la lumière et des macromolécules profondément dans les tissus, ce qui permettrait non seulement de l'imagerie 3D mais aussi une analyse moléculaire 3D d'un cerveau intact", explique Karl Deisseroth. Pari gagné, selon lui, puisqu'à partir de ce cerveau de souris "clarifié", les chercheurs obtiennent une cartographie de tous les circuits cérébraux, au niveau global ou très local.

Le procédé CLARITY pourrait s'appliquer à n'importe quel système biologique, et il sera intéressant de voir comment les autres branches de la biologie l'utiliseront", conclut Karl Deisseroth.