Le monde des cellules en 3D s'ouvre aux étudiants de l'EPFL
Eva Kurisinkal travaillant sur le nouveau microscope acquis par les DLL. © Alain Herzog / 2019 EPFL
L’Ecole est la première université suisse disposant d’un microscope «3D Cell Explorer» de Nanolive pour l’éducation.
Depuis ce printemps, les étudiantes et étudiants de l’EPFL bénéficient d’une clé d’accès à un nouveau monde. Les Discovery Learning Labs (DLL) de l’EPFL viennent d’acquérir un microscope «3D Cell Explorer» de Nanolive, spin-off de l’EPFL, pour l’éducation. Ce microscope, créé sur le campus, offre une excellente résolution des organelles cellulaires, permet de voyager à travers des cellules vivantes, de les observer dans leur environnement naturel et de suivre leur évolution en direct. Le tout en 3D et sans marqueurs chimiques, ce qui donne l’opportunité de sonder les secrets des cellules sans les endommager.
Depuis sa mise sur le marché en 2015, l’utilisation de cet instrument à des fins de recherche s’est répandue dans les laboratoires et universités du monde entier, comme à Stanford ou encore Harvard. A l’EPFL, le laboratoire de biologie cellulaire et membranaire géré par Gisou van der Goot en a également acquis un. Mais l’usage de ce microscope dans le cadre de l’éducation reste encore marginal. En Suisse, l’EPFL est d’ailleurs la première université à l’avoir acquis pour ses étudiants. «Cette technologie a pu être créée grâce au programme éducatif de l’EPFL et cela me donne une grande satisfaction de pouvoir en faire profiter les étudiants actuels, relève Yann Cotte, directeur exécutif de Nanolive et cocréateur du microscope. J’espère que cela aiguisera leur plaisir de découvrir et de comprendre la vie cachée des cellules et engendrera quelques biologistes en plus qui participeront à faire avancer la recherche et les produits bio-médicaux.»
Le docteur en physique a imaginé cette technologie en 2013 avec Fatih Toy, docteur en microscopie holographique digitale, sous la supervision de Christian Depeursinge, responsable du groupe microvision et microdiagnostic. Le professeur étant un des premiers à avoir combiné la microscopie et l’holographie, technique sur laquelle les deux chercheurs ont basé leur dispositif. Le laser rotatif du microscope enregistre en effet une centaine d’hologrammes par rotation, capturant la phase et l’amplitude de l’onde réfractée par les diverses parties de la cellule. Le logiciel baptisé STEVE traite ensuite ces données et produit des images avec une résolution inférieure à 200 nanomètres et en 3D.
Lier éducation et recherche
«Voir les cellules ainsi est très impressionnant, cela change des clichés figurant dans nos livres de biologie», s’enthousiasme Maria Clapés Cabrer, étudiante Master en ingénierie des sciences du vivant à l’EPFL. Et sa collègue Aude Sagnimorte d’ajouter, «le dispositif est simple d’utilisation, demande très peu de manipulations et le résultat est très rapide, en quelques secondes une image apparaît.» Les deux étudiantes ont récemment assisté à une présentation du microscope de Nanolive dans le cadre du cours biomicroscopie II donné par Hatice Altug. La professeure a justement repris en 2013 le laboratoire de Christian Depeursinge. Dès l’année prochaine, elle souhaite intégrer l’appareil acquis par les DLL à son cours qui aborde les différentes techniques de microscopie. «Il est très important pour moi de mettre régulièrement à jour mon cours afin que les étudiants puissent apprendre et tester les dernières techniques.»
Professeure en charge du laboratoire des biomatériaux programmables, Maartje Bastings envisage aussi d’utiliser ce nouveau microscope dans son cours. Ce dernier s’avérera notamment utile dans le cadre de ses travaux pratiques, où les étudiants effectuent leur propre culture cellulaire pour créer des micro-tissus biologiques. «Ils pourront analyser leur culture cellulaire de manière plus détaillée. Actuellement, ils doivent se contenter de comptabiliser les cellules mortes et vivantes», remarque Eva Kurisinkal, assistante-doctorante dans le laboratoire de Maartje Bastings. La doctorante travaille sur les conditions environnementales encourageant la reproduction des cellules, et elle se réjouit aussi de pouvoir bénéficier du microscope pour ses propres recherches. «Le positionnement spatial des récepteurs joue un rôle dans la croissance des cellules, donc une observation en 3D ouvre de nouvelles voies d’investigation.»
Lier l’éducation aux dernières avancées de la recherche, telle est la volonté des DLL. «Ce microscope est en priorité à disposition des enseignants pour leurs cours et travaux pratiques, mais en fonction de la disponibilité, les étudiants peuvent aussi l’utiliser de manière individuelle», remarque Pierre-Etienne Bourban, responsable des DLL ingénierie, matériaux et bioingénierie.