Coherent Raman HIstology and Multiphoton Imaging Employing Random Illumination Microscopy for the morpho-chemical Analysis of brain tumors.
HORIZON – Marie Skłodowska-Curie Post-doctoral Fellowship
Date de Début : 1er Novembre 2024
Durée : 2 ans
Chercheur : Federico Vernuccio
Superviseur : Hervé Rigneault, équipe MOSAIC
Résumé du projet scientifique :
Les tumeurs du système nerveux central (SNC) englobent plus de 150 types différents de tumeurs affectant le cerveau et la moelle épinière et peuvent être catégorisées comme primaires ou métastatiques. La classification précise et rapide de ces tumeurs est cruciale pour guider les décisions chirurgicales et planifier des stratégies de traitement personnalisées. Bien que les techniques d’imagerie modernes puissent déterminer si une tumeur du SNC est primaire ou métastatique, la résection chirurgicale suivie d’une analyse histologique peropératoire est nécessaire pour identifier le type spécifique de tumeur. La histologie traditionnelle, reposant sur l’utilisation de colorants, est longue, manque de spécificité chimique et ne fournit pas un outil rapide, automatisé et sans marquage pour la classification des tumeurs du SNC.
CHIMERA aborde ces limitations, en fournissant à la recherche sur les tumeurs du SNC une plateforme d’imagerie pour le diagnostic et la classification intra-opératoire des tumeurs qui extrait rapidement les caractéristiques spectrales, morphologiques et biochimiques des tumeurs de manière sans marquage. CHIMERA fusionnera la sensibilité des techniques multiphotoniques non linéaires aux biomarqueurs endogènes avec la spécificité chimique des approches d’imagerie vibrationnelle, en utilisant la génération de fréquences somme, la fluorescence excitée par deux photons et la diffusion cohérente anti-Stokes Raman hyperspectrale. CHIMERA adoptera un schéma de microscopie à éclairage aléatoire à champ large qui offre une super-résolution dans les directions transversales, des capacités de z-sectionnement, des dommages réduits aux échantillons et une vitesse d’imagerie sans précédent sur un grand champ de vision. Grâce au traitement des données et aux méthodes de classification par apprentissage profond, CHIMERA offrira une palette de contrastes morpho-chimiques hautement spécifique pour simplifier et accélérer la classification des différents types de tumeurs du SNC. CHIMERA fera progresser les technologies actuelles de microscopie non linéaire, révélera de nouvelles perspectives pour l’étude des tumeurs du SNC et servira d’outil de diagnostic puissant dans la recherche biomédicale et les environnements cliniques.
Biographie : Federico Vernuccio est un chercheur postdoctoral du CNRS à l’Institut Fresnel de Marseille. Après avoir obtenu son diplôme avec mention très bien au lycée scientifique Galileo Galilei de Modica, en Sicile, en 2014, il a déménagé à Milan pour ses études universitaires. En 2017, il a obtenu un baccalauréat avec mention en génie physique du Politecnico di Milano. En 2019, dans la même institution, il a terminé ses études de Master en photonique et nano-optique avec mention, après avoir réalisé une thèse expérimentale sur le développement de méthodes de spectroscopie innovantes pour les techniques Raman cohérentes. L’enthousiasme pour le travail scientifique en laboratoire et un projet multidisciplinaire visant à faire progresser ces techniques pour des applications biomédicales l’ont motivé à poursuivre un doctorat dans le même laboratoire.
Sa recherche doctorale a considérablement fait avancer la microscopie de diffusion Raman cohérente à large bande. Une percée majeure dans son travail réside dans le développement d’une plateforme novatrice pour la diffusion CARS à large bande, acquérant rapidement des spectres Raman de cellules cancéreuses et de tissus en seulement 1 milliseconde. L’innovation clé derrière cette réalisation est l’application d’un continuum de lumière blanche dans les milieux en vrac comme source à large bande. Les résultats de ces travaux de recherche ont été reconnus et célébrés à l’échelle mondiale, avec 10 publications dans des revues à comité de lecture et l’acceptation de 12 présentations orales, 1 exposé invité et 1 poster lors de prestigieuses conférences sur la photonique dans le monde entier. En 2024, il a reçu le prix de la meilleure thèse doctorale 2023 dans les disciplines physiques sur le thème « Applications de méthodologies optiques avancées dans la recherche, la médecine et les télécommunications » par l’Accademia Pontaniana, Université de Naples Federico II.
