Les techniques d’imagerie sont utilisées pour détecter les maladies et surveiller les traitements médicaux. Pour cela, des agents de contraste innovants doivent suivre le rythme des avancées en radiologie. Une équipe dirigée par Robert Nissler et Inge Herrmann, issue du laboratoire «Nanomaterials in Health» de l’Empa à Saint-Gall, de l’ETH Zurich, de la clinique universitaire Balgrist et de l’université de Zurich, a donc mis au point un nanocolorant permettant d’obtenir des images haute résolution des structures cérébrales.

Une couleur d'un bleu éclatant

L'équipe a trouvé un candidat prometteur dans un matériau historique contenant du cuivre, appelé «bleu d'Égypte». Ce pigment fait partie des premiers colorants jamais fabriqués artificiellement dans l'histoire de l'humanité et était déjà utilisé il y a plus de 4500 ans, notamment pour des peintures murales, sur des céramiques antiques et des statues égyptiennes.

Outre sa couleur bleu vif, perceptible à l’œil nu, le bleu égyptien révèle son secret devant des caméras spéciales dès qu’il est éclairé dans l’obscurité par une lumière proche infrarouge : il devient fluorescent et émet de la lumière.

Évolutif et doux

La propriété de fluorescence dans la lumière à ondes longues était extrêmement intéressante pour les chercheurs, le défi consistant à traiter la matière première avec suffisamment de douceur pour créer des nanostructures bidimensionnelles qui conservent leur fascinante luminosité tout au long du processus. Robert Nissler a utilisé pour cela ce qu’on appelle la synthèse à la flamme, qui inverse complètement le processus de fabrication historique : au lieu de broyer le minerai de cuivre et de le traiter à la chaleur jusqu’à obtenir un pigment fin, Robert Nissler est parti de nanoparticules qui, lors de la synthèse à la flamme, forment d’abord des nanoparticules d’oxyde métallique, lesquelles sont finalement assemblées par irradiation laser pour former des nanocouches bidimensionnelles ultra-lumineuses. « Ce procédé est non seulement doux et contrôlable, mais il est également adaptable à l’échelle industrielle », explique Robert Nissler.



Potentiel pour le diagnostic et la thérapie

Inge Herrmann, responsable de l’équipe, est satisfaite : « Ce nouveau matériau hybride est adapté à l’imagerie en temps réel à très haute résolution. » Selon l’ingénieure, il serait par exemple possible de suivre le parcours de cellules immunitaires individuelles dans les tissus qui auraient préalablement absorbé le nanocolorant. Ce qui semble prometteur jusqu’à présent dans le cadre d’expériences en laboratoire menées en collaboration avec des experts en imagerie autour de Daniel Razansky de l’ETH et de l’Université de Zurich doit, dans une prochaine étape, être développé en vue d’une application clinique. Outre les possibilités diagnostiques, les chercheurs voient ici également le potentiel de coupler des principes actifs thérapeutiques au nanocolorant afin de développer de nouvelles thérapies avec imagerie intégrée.