Publié le 23 décembre 2025 à 06:18:00. Des chercheurs américains ont mis au point un nouveau système d’imagerie moléculaire compact, capable de détecter des signaux tumoraux extrêmement faibles et promettant une détection plus précoce et moins invasive du cancer.
- Un nouveau système d’imagerie Raman permet de différencier avec précision les tissus tumoraux des tissus sains.
- La technologie repose sur la détection de nanoparticules qui se lient aux marqueurs tumoraux, offrant une sensibilité jusqu’à quatre fois supérieure aux systèmes commerciaux actuels.
- Les chercheurs envisagent des applications futures allant des appareils portables aux diagnostics peropératoires, accélérant ainsi le processus de détection et de traitement.
Des scientifiques de l’Université d’État du Michigan (États-Unis) ont annoncé le développement d’un système d’imagerie Raman de nouvelle génération, capable de détecter des signaux tumoraux subtils qui échappent aux méthodes de diagnostic traditionnelles. Cette avancée, publiée dans la revue Optica, ouvre la voie à une imagerie moléculaire plus accessible et plus rapide, potentiellement utilisable en dehors des laboratoires spécialisés.
Le système innovant est conçu pour identifier les signaux extrêmement faibles émis par des nanoparticules spécifiques, utilisant une technique appelée diffusion Raman améliorée en surface (SERS). Ces nanoparticules se fixent aux marqueurs tumoraux présents dans les tissus. Une fois appliquées à l’échantillon ou à la zone à examiner, le système lit le signal et met en évidence les zones suspectes.
« Les méthodes traditionnelles de diagnostic du cancer sont souvent longues et laborieuses, nécessitant la coloration d’échantillons de tissus et l’analyse minutieuse par un pathologiste », explique Zhen Qiu, responsable de l’équipe de recherche à l’Institut des sciences et de l’ingénierie quantitatives de la santé (IQ) de l’Université d’État du Michigan. « Notre système ne se substitue pas immédiatement à la pathologie, mais il pourrait servir d’outil de dépistage rapide pour accélérer le diagnostic. »
Zhen Qiu, responsable de l’équipe de recherche à l’IQ de l’Université d’État du Michigan
La clé de cette performance réside dans la combinaison d’un laser à source balayée – qui ajuste sa longueur d’onde pendant l’analyse – et d’un détecteur ultrasensible, un détecteur supraconducteur à photon unique à nanofils (SNSPD). Cette association permet de détecter des signaux Raman environ quatre fois plus faibles que ceux captés par les systèmes commerciaux comparables. Les SNSPD, utilisant un fil supraconducteur, sont capables de détecter des particules lumineuses individuelles avec une grande vitesse et une très faible interférence.
Les chercheurs envisagent un avenir où cette technologie pourrait se traduire par le développement d’appareils portables ou utilisables pendant les interventions chirurgicales, permettant aux médecins de détecter le cancer à un stade précoce, d’affiner la précision des biopsies et de suivre l’évolution de la maladie de manière moins invasive.
« En fin de compte, ces progrès pourraient améliorer les résultats pour les patients et réduire les délais de diagnostic, accélérant ainsi le processus depuis la détection jusqu’au traitement », précise Qiu.
Zhen Qiu, responsable de l’équipe de recherche à l’IQ de l’Université d’État du Michigan
L’équipe de Qiu explore actuellement les possibilités d’utiliser les SNSPD pour améliorer d’autres plateformes d’imagerie. Pour ce projet, l’objectif était de créer une plateforme capable de détecter des signaux Raman beaucoup plus faibles que ceux mesurables avec les systèmes actuels. L’imagerie Raman cartographie la composition chimique d’un échantillon en mesurant la manière dont la lumière est diffusée par ses molécules. Ces signaux peuvent être amplifiés grâce à l’utilisation de nanoparticules SERS.
Les chercheurs ont validé leur système en utilisant des nanoparticules SERS recouvertes d’acide hyaluronan, qui se lient à la protéine CD44 présente sur de nombreuses cellules tumorales. Les tests ont démontré une sensibilité femtomolaire et une capacité à distinguer les cellules cancéreuses des cellules saines, ainsi que des tumeurs de souris et des tissus sains. Les signaux SERS étaient fortement concentrés dans les échantillons tumoraux, avec un fond minimal détecté dans les tissus sains, confirmant la sensibilité et la fiabilité du système.
Les prochaines étapes consistent à améliorer la vitesse du système d’imagerie, en explorant l’utilisation de sources laser alternatives, comme les VCSEL, et à réduire la plage de balayage. Les chercheurs prévoient également de réaliser des expériences de multiplexage, en utilisant différentes nanoparticules pour cibler simultanément plusieurs biomarqueurs. L’adaptation du système à une utilisation clinique nécessitera une validation plus large et une accélération de la vitesse de lecture.