Un réseau de lignes vertes et rouges disposées avec précision révèle l'architecture microscopique à l'origine de chaque battement de cœur. Prise par le chercheur japonais Kentaro Mochizuki, cette photographie de structures de sarcomères dans des cellules de muscle cardiaque de rat a remporté la sixième édition du concours annuel organisé par Evident, Image de l'année pour la région APAC.

En utilisant un microscope confocal à balayage laser et un objectif à immersion d'huile 63X, Kentaro Mochizuki a mis en évidence de manière saisissante la microstructure linéaire et rythmique du cœur. Pour saluer cette photographie primée, il se verra offrir un microscope droit Evident CX23.

Mettre en lumière les structures insoupçonnées à l'intérieur du cœur

Chercheur au service d'anatomo-pathologie de l'Université préfectorale de médecine de Kyoto, Kentaro Mochizuki consacre ses journées à l'étude des organismes vivants et des maladies. Grâce à la microscopie confocale, il révèle des structures invisibles à l'œil nu, notamment les motifs ordonnés présents dans le muscle cardiaque qui rendent chaque battement de cœur possible.

Comment avez-vous créé l’image ?

Les cœurs de rats perfusés ont été fixés chimiquement avec du paraformaldéhyde (PFA), ont été découpés en blocs de tissu mesurant quelques millimètres carrés, puis colorés avec des colorants fluorescents. Les lignes Z (vertes) et les lignes M (rouges) ont été respectivement marquées par coloration immunofluorescente pour l'α-actinine et la titine, tandis que la région de la membrane cellulaire (bleue) a été marquée à l'aide de l'agglutinine de germe de blé (WGA).

Pour l'imagerie, les coupes de tissu coloré ont été placées sur une lame de verre avec un milieu de montage ; nous avons utilisé un microscope confocal à balayage laser. Ce cliché a été pris à l'aide d'un objectif à immersion d'huile 63X (NA 1,4), montrant une région dans le plan (88 µm x 88 µm) du myocarde sous-épicardique vue du côté épicardique.

Avez-vous rencontré des difficultés lors de la création de cette image ?

Nous avons rencontré plusieurs difficultés techniques lors des processus de coloration et d'imagerie. Afin de préserver au mieux la microstructure naturelle du myocarde, nous avons utilisé pour la coloration et l'imagerie des sections entières de tissu, sans procéder à des coupes. Pendant la coloration, nous nous sommes concentrés sur la perméabilisation de la membrane afin que l'anticorps puisse pénétrer en profondeur dans le tissu, ainsi que sur l'optimisation de la concentration d'anticorps et du temps de réaction.

En utilisant l'effet de sectionnement optique du microscope confocal, nous avons fait particulièrement attention au positionnement de l'échantillon et au réglage de la mise au point de façon à ce que la couche la plus externe des cellules myocardiques à la surface incurvée du cœur reste dans le plan d'imagerie.

Pourquoi avez-vous choisi de présenter cette image au concours Image de l’Année ?

Je souhaitais que le plus grand nombre possible de personnes puisse découvrir la beauté et le mystère de la structure des sarcomères dans le muscle cardiaque. En entendant le terme « microstructure des organismes vivants », on pourrait penser à quelque chose de curviligne et d'irrégulier, mais j'espère que vous constaterez que des structures linéaires, ordonnées et périodiques sont en fait présentes dans le corps. Je serais également ravi si la découverte de cette image suscitait ne serait-ce qu'un peu d'intérêt pour le monde de la recherche.

Cette image véhicule-t-elle un message ?

Bien que profondément touché par la périodicité complexe des sarcomères cardiaques, je me suis également senti obligé de vérifier si une quelconque hétérogénéité pouvait se cacher au sein de cette structure ordonnée. Ces dernières années, diverses formes d’hétérogénéité ont été découvertes dans les phénomènes et les structures biologiques, et les recherches sur leur signification et leur importance progressent ; le cœur ne fait pas exception.

Par exemple, j'espère élucider l'équilibre spatio-temporel qui régit la dilatation et la contraction de cette structure périodique à travers l'ensemble du tissu lors de la contraction cardiaque, et contribuer ainsi à la compréhension de pathologies complexes telles que l'insuffisance cardiaque.

Quand avez-vous décidé de créer des œuvres d’art à l’aide de ces microscopes ?

Je crois que c'est lorsque j'ai vu pour la première fois les structures fines à l'intérieur des cellules (probablement des mitochondries et des gouttelettes lipidiques) à l'aide d'un microscope à fluorescence. Plutôt que d'être l'auteur d'une création artistique, j'avais l'impression qu'une œuvre d'art déjà terminée se déployait sous mes yeux, à travers le microscope ; j'ai donc capturé et savouré cette beauté dans le cadre de mes recherches.

Depuis combien de temps créez-vous ces œuvres d’art ?

Depuis environ trois ans. Comme mes recherches m'ont donné de plus en plus l'occasion de faire des immunomarquages et des observations microscopiques de cellules et de tissus, je suis également devenu plus rigoureux dans la sélection des anticorps à utiliser et des conditions permettant de visualiser clairement les microstructures que j'étudiais (il s'agit en pratique d'obtenir des témoins positifs).

Au cours du processus de sélection, je recherchais les angles et perspectives optimaux pour faire ressortir tous les détails de chaque cellule et de chaque tissu. Chaque fois que je prenais un cliché dont j'étais satisfait, je l'admirais ou je le montrais à un collègue assis à côté de moi pour avoir son avis. Avec le recul, j'ai l'impression que je photographiais des cellules et des tissus en leur faisant prendre différentes poses.

D’où vous vient cette fascination, d’après vous ?

J'ai toujours aimé la nature et les êtres vivants ; ce qui m'intéresse particulièrement, c'est davantage leur structure et leur fonctionnent, plutôt que leur apparence générale. Mes recherches actuelles témoignent de cette passion : je dévoile le monde caché des organismes vivants et des maladies. Le monde des cellules et des tissus observé au microscope mêle de façon fascinante le chaos dynamique et l'immobilité, la rugosité et de délicatesse des structures ; ce monde ne cesse de me captiver et m'inspire dans mes recherches et dans cet aspect artistique.

En quoi consiste votre travail ?

Je suis chercheur au service d'anatomo-pathologie de l'Université préfectorale de médecine de Kyoto (KPUM). Je suis ingénieur de formation, plus précisément dans le domaine du génie biomédical. Je cherche quotidiennement à résoudre des problèmes biologiques et médicaux grâce aux technologies optiques, notamment la microscopie.

Votre travail professionnel dans le domaine de l’imagerie se combine-t-il à votre travail artistique ?

Dans mes activités de recherche quotidiennes, je m'intéresse à l'aspect artistique naturel des cellules et des tissus. En plus de montrer mes clichés de microscopie à mes collègues, j’ai commencé depuis peu à poster sur X et sur Instagram des images de microscopie, non publiées dans des articles mais ayant un intérêt scientifique ou un mérite artistique, dans le cadre de la série « PositiveControlSharing », afin de communiquer des informations à d’autres chercheurs et de servir la collectivité.

Quelle est votre expérience avec les microscopes Evident ?

J'utilise les microscopes Evident depuis mon affectation au laboratoire il y a environ 16 ans. En plus des modèles successifs de la série inversée IX™ et de la série verticale BX™, depuis peu, j'utilise fréquemment le système de microscope macro zoom MVX10 à des fins de recherche. Je continue également à utiliser le microscope confocal à balayage laser FV1000, présent dans notre laboratoire depuis plus de 10 ans, en veillant à son entretien avec le plus grand soin.

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