Publié le 23 février 2026 à 07h15. Des chercheurs de l’Université Harvard ont mis au point une technique d’imagerie révolutionnaire permettant de visualiser simultanément la structure complexe des cellules et la localisation précise des protéines, ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche biomédicale.
Une nouvelle approche, baptisée microscopie électronique multicolore, permet de surmonter une limitation de longue date en imagerie biologique : la nécessité de choisir entre l’observation des détails structurels fins et le suivi des molécules spécifiques. Cette avancée, présentée lors du 70e congrès annuel de la Biophysical Society à San Francisco (États-Unis) du 21 au 25 février 2026, offre une résolution nanométrique et des images aux couleurs vives.
Traditionnellement, les scientifiques devaient opter entre la microscopie électronique, capable de révéler les structures cellulaires avec une précision extrême, mais incapable d’identifier les molécules spécifiques en couleur, et la microscopie à fluorescence, idéale pour localiser les molécules mais limitée par une résolution d’environ 250 à 300 nanomètres et incapable de visualiser l’ensemble de la structure cellulaire.
L’équipe de Harvard a résolu ce problème en utilisant un seul faisceau d’électrons pour effectuer les deux tâches simultanément. Debsankar Saha Roy, chercheur postdoctoral au laboratoire de Maxim Prigozhin, explique :
« J’ai toujours été fasciné par le développement de nouvelles techniques de microscopie qui nous permettent de voir des choses que nous n’avions jamais vues auparavant. Nous construisons un microscope électronique multicolore, une technique qui combine les avantages de la microscopie électronique et de la microscopie à fluorescence. »
Au lieu d’utiliser deux séances d’imagerie distinctes et de superposer les images, une opération délicate en particulier sur des échantillons volumineux comme le tissu cérébral, les chercheurs utilisent des sondes qui émettent de la lumière visible lorsqu’elles sont excitées par des électrons, un processus appelé cathodoluminescence. Ainsi, le même faisceau d’électrons fournit à la fois le signal coloré des sondes et l’image structurelle détaillée.
Un avantage majeur de cette technique est la possibilité d’utiliser des colorants fluorescents existants, largement disponibles et bien caractérisés. L’équipe avait initialement développé des nanoparticules de lanthanides comme sondes pour la microscopie électronique multicolore et travaillait à les attacher aux protéines. Cependant, une découverte surprenante a simplifié davantage le processus.
Roy précise :
« La chose la plus surprenante que nous avons observée est que les colorants standards utilisés en microscopie à fluorescence émettent également de la lumière visible lorsqu’ils sont excités par des électrons. Cela n’a jamais été vu auparavant. Et ces colorants, ainsi que leurs méthodes de marquage des protéines, sont déjà développés et disponibles ; il n’est pas nécessaire de créer quoi que ce soit de nouveau. »
La technique a déjà été testée avec succès sur des cellules et des tissus biologiques de mammifères, notamment sur des mouches infectées par des champignons.
Les chercheurs envisagent désormais d’étendre la technique à la 3D. Actuellement, elle produit des images bidimensionnelles. L’étape suivante consiste à l’adapter à la cryomicroscopie électronique, une technique qui permet de congeler rapidement les échantillons, de préserver les cellules dans leur état naturel et de les imager sous différents angles pour créer des reconstructions tridimensionnelles.
Selon Roy,
« Nous souhaitons étendre cette approche de microscopie électronique multicolore à la 3D. Pour y parvenir, notre objectif est de mettre en œuvre cette technique dans des sections ultrafines de matrices cellulaires incorporées ou en microscopie cryoélectronique ; c’est la prochaine étape. »
Cette avancée promet d’accélérer la recherche dans de nombreux domaines, de la signalisation cellulaire à l’organisation des groupes moléculaires au sein des cellules.