Nicolas Pavillon (assistente professore), Nicholas I. Smith (professore associato, Centro di ricerca di frontiera immunologica, Osaka University) e i suoi collaboratori hanno sviluppato una piattaforma di microscopia multimodale senza etichetta che consente lo studio non invasivo di preparati cellulari senza la necessità di ulteriori sostanze chimiche o agenti di contrasto. I parametri estratti da queste misurazioni, accoppiato con algoritmi di macchina, consentire lo studio di processi cellulari fini come l'attivazione delle cellule dei macrofagi in seguito all'esposizione al lipopolisaccaride (LPS). Gli autori dimostrano che l'attivazione, così come l'inibizione parziale dell'attivazione, possono essere osservati a livello di singola cellula mediante caratterizzazione fenotipica e molecolare esclusivamente mediante mezzi ottici non invasivi.

Le misurazioni ottiche senza etichetta sono diventate popolari grazie alla loro capacità di osservare i campioni in modo non invasivo. Tecniche come la microscopia di fase quantitativa o la spettroscopia Raman, come utilizzato in questo studio, sono stati ampiamente utilizzati negli ultimi anni per caratterizzare campioni e identificare cellule di diversa origine. Però, la specificità di questi approcci di solito consente solo la discriminazione dei tipi di cellule. Il gruppo mostra in questo studio che sono possibili anche processi fini come l'attivazione dei macrofagi all'interno di popolazioni di cellule identiche.

I metodi di analisi standard sono spesso distruttivi per il campione, o affidarsi ad agenti di contrasto per rilevare specifiche molecole di interesse, che limita lo studio a molecole bersaglio note. L'approccio qui sviluppato si basa su tecniche non invasive che si basano sul contrasto endogeno del campione, cioè sul suo fenotipo e sull'intero contenuto molecolare intracellulare. Per di più, saggi standard, nonostante la loro sensibilità, spesso misurare campioni a livello di popolazione, sfruttando l'effetto cumulativo sulle molecole secrete, ma perdendo le informazioni sulla risposta cellulare individuale. L'approccio presentato fornisce misurazioni a livello di singola cellula, consentendo lo studio della variabilità da cellula a cellula all'interno delle popolazioni.