Un cadre d'imagerie multimodale pour faire progresser le phénotypage des cellules cancéreuses du sein vivantes sans marqueur

Nous présentons la micro-spectroscopie Raman confocale multimodale (RS) et la microscopie de phase tomographique (TPM) pour un phénotypage morpho-chimique rapide des cellules cancéreuses mammaires humaines (MDA-MB-231). En tirant parti de la nature non perturbative de ces techniques de microscopie avancées, nous avons capturé des données morpho-moléculaires détaillées à partir de cellules vivantes, sans marqueur, dans leur environnement physiologique natif. Des pipelines de traitement des données sans biais humain ont été développés pour analyser des images Raman hyperspectrales (s'étendant sur des modes Raman de 600 cm-1 à 1800 cm-1, qui caractérisent de manière unique une large gamme de liaisons moléculaires et de structures subcellulaires), ainsi que des données morphologiques provenant de tomogrammes d'indice de réfraction tridimensionnels (fournissant des mesures du volume cellulaire, de la surface, de l'empreinte et de la sphéricité à une résolution nanométrique, avec la masse sèche et la densité). En décomposant systématiquement les riches détails d'une seule cellule que la RS et la TPM fournissent, nous démontrons, de manière quantitative, l'avantage d'une telle méthode de microscopie multimodale pour le phénotypage des cellules cancéreuses mammaires tumorales. Nos outils offrent également un aperçu supplémentaire des informations subcellulaires sans l'utilisation de marques. Enfin, nous étudions et discutons toute information unique ou corrélée présente dans les ensembles de données dérivés de la RS et de la TPM. Nous croyons que nos outils et les pipelines d'analyse de données quantitatives peuvent révolutionner les tâches de phénotypage en recherche biomédicale lorsqu'une méthode rapide et non perturbative est nécessaire sur des cellules vivantes en culture, avec un potentiel de traduction future dans des applications cliniques et diagnostiques.