Le premier microscope de laboratoire à rayons X mous au monde
L’imagerie à rayons X mous, également appelée microscopie à rayons X, est un type d’imagerie qui utilise le rayonnement électromagnétique du spectre d’énergie faible des rayons X pour générer des images agrandies d’un objet. Actuellement, il s’agit de la seule méthode dont les chercheurs disposent pour générer des images 3D, à contraste élevé et à haute résolution, de l’ensemble de la structure interne de cellules biologiques intactes dans leur état quasi naturel. Malheureusement, étant donné que la source d’éclairage nécessaire pour un microscope à rayons X mous est à la fois vaste et coûteuse, il existe seulement une poignée d’installations dotées de l’équipement nécessaire. Cela signifie que les chercheurs doivent mener leurs recherches hors site ou bien en utilisant d’autres modalités d’imagerie. Désormais, grâce au projet SMILE, financé par l’UE, il existe une troisième option: le microscope SXT100. «Notre objectif consistait à construire et commercialiser un microscope miniaturisé à rayons X mous permettant aux scientifiques travaillant dans le domaine de la recherche sur les maladies et la découverte de médicaments d’utiliser des modalités cellulaires reconnues dans leurs laboratoires, plutôt que devoir produire des images de leurs échantillons cellulaires dans l’une des quatre vastes installations, de la taille d’un stade football, dotées d’un synchrotron actuellement disponibles», explique M. Tony McEnroe, coordinateur du projet. Le premier en son genre Selon M. McEnroe, le SXT100 est le premier microscope commercial de laboratoire à rayons X mous de ce type au monde. «Il permet aux chercheurs d’illuminer l’ensemble de cellules uniques ou d’échantillons tissulaires et de produire des images 3D qui ne peuvent être obtenues par aucune autre méthode.» L’ingéniosité du SXT100 réside dans l’utilisation d’une source lumineuse à rayons X mous et à haute performance fondée sur une émission de plasma produite par laser. La minuscule boule de feu générée émet des rayons X mous utilisés pour obtenir des images cellulaires, mais elle produit également de nombreux débris métalliques. Une optique d’autoréparation brevetée est ensuite employée pour recueillir, filtrer et concentrer les rayons X mous sur l’échantillon cellulaire à visualiser. «Aucune autre modalité d’imagerie à haute résolution n’est capable de produire quantitativement des images de l’organisation sous-cellulaire de cellules hydratées entières (jusqu’à 15 μm d’épaisseur à des résolutions allant jusqu’à 40 nm) dans leur état natif, nécessitant très peu de préparation et aucune teinture ni aucun autre produit de contraste», ajoute M. McEnroe. En outre, le SXT100 a réduit la taille des technologies à rayons X mous de 15 000 m2 à seulement 3 m2 et a diminué le prix de l’équipement, le passant de plus de 500 millions d’euros (le coût de construction d’un synchrotron) à 2,5 millions d’euros par unité. Accroître la productivité Grâce à l’accès direct à un microscope à rayons X mous dans leur propre laboratoire, le SXT100 multiplie par 100 la productivité des chercheurs. Il a également ouvert la porte à un éventail de nouvelles études d’évolution des maladies qui n’était pas envisageable précédemment en raison de l’accès réduit à cette technologie à rayons X mous. «Le projet SMILE nous a permis de valider les performances de la source d’éclairage des rayons X nous, qui constitue la technologie de base au cœur de ce microscope miniaturisé», explique M. McEnroe. «En conséquence, nous sommes parvenus à transformer le SXT100, passant d’un microscope de démonstration à rayons X mous dans le cadre d’une validation de principe à un instrument prêt pour le marché, fiable et bien conçu.» En 2017, SiriusXT, le partenaire principal du projet SMILE, a été désignée comme la meilleure jeune entreprise à fort potentiel d’Irlande par Enterprise Ireland; il s’agit d’une reconnaissance qui s’est avérée inestimable au moment de réunir le financement et le soutien supplémentaires pour le projet.
Mots‑clés
SMILE, SiriusXT, rayons X mous, microscopie à rayons X, SXT, microscope SXT100
