La prochaine révolution en imagerie médicale
Harriet, maintenant âgée de 8 mois, a passé plus de 500 heures dans l’installation de fabrication et caractérisation nanométriques quantiques (QNFCF pour Quantum-Nano Fabrication and Characterization Facility) avant même de naître.
Sa mère, la postdoctorante Michele Piscitelli, se décrit comme une expérimentatrice terre à terre en matière de basses températures. Spécialisée en instrumentation, elle a le don de voir l’invisible — ou du moins de construire les outils qui peuvent le faire.
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) traditionnelle a révolutionné l’imagerie médicale et transformé notre compréhension de la structure et du fonctionnement de systèmes biologiques, mais sa résolution a une limite de l’ordre du millimètre. Maintenant, un minuscule microscope qui a plutôt l’allure d’une puce informatique est sur le point de constituer la prochaine grande avancée en imagerie médicale.
C’est un objectif à long terme que Mme Piscitelli poursuit avec passion. Elle a passé des heures dans la QNFCF à fabriquer les matériaux nécessaires et à assembler, avec une précision nanométrique, le petit dispositif qu’elle décrit comme un appareil d’IRM sur puce.
Une image plus nette
Ce dispositif est petit, mais il promet d’être puissant. « Ces travaux étendent à l’échelle nanométrique les grandes possibilités de l’IRM, et procurent une toute nouvelle manière de visualiser la structure et la fonction de biomolécules complexes » , déclare Raffi Budakian, chercheur principal au laboratoire d’imagerie nanométrique par résonance magnétique (NMRI pour Nanoscale Magnetic Resonance Imaging) ainsi que professeur au Département de physique et d’astronomie de l’Université de Waterloo.
Ces travaux étendent à l’échelle nanométrique les grandes possibilités de l’IRM, et procurent une toute nouvelle manière de visualiser la structure et la fonction de biomolécules complexes. – Raffi Budakian
Pour tester le dispositif, l’équipe du NMRI effectue des expériences sur un cristal inorganique. « Nous travaillons d’abord sur un échantillon dont la structure est très bien connue, ajoute Mme Piscitelli, afin de voir jusqu’à quel point le dispositif fonctionne bien. Une fois que nous aurons confirmé sa précision, nous pourrons commencer à examiner à l’échelle nanométrique des matériaux jusqu’à maintenant hors de portée de nos appareils d’imagerie. »
Nous travaillons d’abord sur un échantillon dont la structure est très bien connue, afin de voir jusqu’à quel point le dispositif fonctionne bien. Une fois que nous aurons confirmé sa précision, nous pourrons commencer à examiner à l’échelle nanométrique des matériaux jusqu’à maintenant hors de portée de nos appareils d’imagerie. – Michele Piscitelli
Ces matériaux comprennent des échantillons biologiques tels que des virus et des protéines à l’origine de maladies comme celles de Parkinson et d’Alzheimer. De meilleures images de ces éléments pourraient avoir d’immenses répercussions en médecine, qu’il s’agisse de traitement plus efficaces ou d’une meilleure connaissance de biomolécules complexes.
Entre-temps, Michele Piscitelli poursuit ses travaux dans la lueur orangée de la QNFCF. Elle rêve de la manière dont le petit dispositif d’imagerie changera le monde dans lequel Harriet grandit.
