Projet de Recherche IMAGIN

Imagerie moléculaire active et sélective

Équipe :  Information, Signal, Image et Sciences du Vivant

Labellisation : aucune

Durée :  48 mois (2021 - 2025)

Financement : ANR

Personnels impliqués du LARIS : David Rousseau, Valentin Gilet (Doctorant)

Partenaires du projet : LASIRe (Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement), IRIT (Institut de Recherche en Informatique de Toulouse), KU LEUVEN / Département de chimie Lab for nanobiology et l'Université de Liège / CIRM, vibra-santé hub, Laboratory of pharmaceutical analytical chemsitry

Résumé

De très nombreuses techniques permettent d’obtenir des images pour lesquelles le contraste est apporté par la mesure d’une empreinte moléculaire (imagerie spectrale, imagerie de fluorescence à temps de vie). Elles permettent l’étude de systèmes biologiques/chimiques qui, malgré leur complexité, peuvent être décomposés en un nombre restreint de composantes individuelles dont les caractéristiques (spectres purs et distribution spatiale des concentrations relatives) décrivent l’ensemble de l’information mesurée. Dans le cadre de l’analyse multilinéaire de données de mélange, nos résultats récents montrent qu’il n’est pas nécessaire d’exploiter l’ensemble des données pour parvenir à ce type de décomposition. En pratique, les pixels d’intérêt sont généralement peu nombreux. Ils peuvent être ciblés, potentiellement au cours de l’acquisition, et peuvent suffire à réaliser le démélange des données spectrales. Le projet IMAGIN a pour objectif de développer et d’implémenter ce concept sans sacrifier la sélectivité chimique ou la résolution spatiale, permettant une imagerie plus rapide et qui minimise le risque de photo-dégradation de l’échantillon, ce qui en fait l’intérêt principal. Le plan de travail est construit autour de trois objectifs principaux : (i) l’acquisition ciblée de l’information spectrale aux pixels essentiels, (ii) le démélange linéaire pour extraire les spectres purs des composantes individuelles du système chimique étudié et (iii) la fusion d’images pour fournir les cartes de concentration associées à ces composantes individuelles. Ces aspects seront combinés dans un approche méthodologique originale qui sera validée sur les systèmes d’imagerie à disposition dans nos laboratoires (microscopes confocaux et à champ large). Au-delà d’une « simple » preuve de concept, le projet IMAGIN doit permettre l’étude d’échantillons biologiques et biomédicaux complexes, du fait de leur hétérogénéité, de leur faible émission spectrale ou de leur sensibilité à la photo-dégradation, pour des applications couvrant la falsification de médicaments ou l’analyse de tissus biologiques lors d’études précliniques.