ENTRETIENS ne permettaient pas d’ identifier des phénomènes locaux, alors même que la biologie en dépend. Nous avons donc initié un virage vers les techniques de super-résolution. Le STED a été la première étape, mais la technique était compliquée à mettre en place. Très vite, nous avons réalisé que les méthodes de localisation de molécules uniques seraient plus flexibles et plus prometteuses.
QUELS ONT ÉTÉ VOS PREMIERS RÉSULTATS MARQUANTS DANS CE DOMAINE? Le véritable déclic est venu avec la thèse de Nicolas Bourg. Nous voulions obtenir une imagerie 3D fiable, sans calibration lourde. Nous avions déjà travaillé sur l’ émission supercritique dans un contexte limité par la diffraction, et Nicolas a réussi à transposer ces concepts à l’ échelle de la molécule unique. L’ idée était de créer un double chemin de détection, l’ un captant photons supercritiques et sous-critiques, l’ autre bloquant l’ émission supercritique. La comparaison des deux images fournissait directement la hauteur absolue du fluorophore. C’ était une approche élégante, robuste, sans calibration, et capable de corriger naturellement les dérives axiales.
COMMENT S’ EST OPÉRÉE LA TRANSITION ENTRE CES TRAVAUX DE RECHERCHE ET LA CRÉATION DE L’ ENTREPRISE ABBELIGHT? Ces travaux autour de l’ imagerie supercritique ont été initiés en collaboration avec l’ Institut Langevin, avec notamment la thèse de Thomas Barroca soutenue en 2013, et qui a démontré le potentiel de cette approche en imagerie classique, ce qui nous avait conduits à déposer un brevet autour de l’ exploitation de l’ émission supercritique pour l’ imagerie. Lorsque les résultats de Nicolas associant imagerie supercritique et super-résolution sont arrivés, nous avons senti qu’ il existait un véritable potentiel technologique. En 2016, Nicolas a suivi une formation à l’ entrepreneuriat de C’ Nano Ile de France, et il a rencontré, durant ce programme, son futur cofondateur, Jean-Baptiste Marie. Nous avons ensuite initié un projet de maturation avec la SATT Paris-Saclay, essentiel pour passer du prototype de laboratoire au démonstrateur transférable. Nous avons été accompagnés de façon formidable par Daphnée Raffini, la directrice du pôle innovation de l’ Institut Langevin. Cela a complétement changé la donne d’ avoir à nos cotés une personne experte dans ces étapes. Très rapidement, un de nos collaborateurs biologistes a acheté le premier système: un signal extrêmement encourageant.
COMMENT L’ ENTREPRISE A-T-ELLE ÉVOLUÉ ENSUITE? Rapidement, grâce à l’ incubation à l’ ESPCI, puis à l’ arrivée des premiers investisseurs privés, l’ entreprise a pu structurer une offre complète incluant l’ instrument, le logiciel et les consommables chimiques et biologiques. Ce modèle « clé en main » était indispensable. Aujourd’ hui, nous sommes environ soixante-quatre collaborateurs, avec aussi une petite équipe aux États-Unis. Nos instruments sont présents dans de nombreux laboratoires de recherche, mais aussi dans le secteur pharmaceutique, où la super-résolution permet d’ observer des changements morphologiques ou des interactions moléculaires impossibles à détecter autrement.
QUELS SONT AUJOURD’ HUI LES GRANDS OBJECTIFS ET DÉFIS DE VOS RECHERCHES? Je poursuis mes recherches suivant deux axes majeurs. Le premier porte sur l’ imagerie du vivant à l’ échelle nanométrique, cela impose de repenser les approches pour localiser les molécules fluorescentes révélant de façon spécifique différentes protéines au sein des échantillons biologiques en mouvement. En particulier cela nécessite d’ encoder la position des molécules beaucoup plus rapidement. Grâce à nos développements précédents utilisant une illumination structurée périodique pour localiser les molécules via la phase de leur émission modulée( ModLoc voir article Photoniques 114, 30( 2022)), nous avions une piste de travail pour améliorer la localisation des molécules, mais ce système reposant sur une caméra restait encore trop lent. Afin de pouvoir détecter à des régimes proches du kHz, nous nous sommes orientés vers des schémas d’ illumination structurée avec une fréquence chirpée, qui permet d’ avoir une unicité entre la fréquence de modulation et la position dans le champ d’ observation. Ceci permet de remplacer la caméra par des monodétecteurs pouvant acquérir beaucoup plus vite et en continu l’ ensemble du champ. Le second porte sur l’ ajout de nouvelles dimensions d’ information, en particulier des informations spectrales, de durée de vie ou de brillance, qui apportent des indices supplémentaires sur l’ environnement moléculaire mais également pour pouvoir imager de façon simultanée un plus grand de molécules fluorescentes associées à différentes protéines. On peut ainsi plus facilement comprendre l’ organisation tridimensionnelle des entités subcellulaires. Le tout est soutenu par des progrès fulgurants: meilleurs fluorophores, nouvelles méthodes de délivrance des sondes fluorescentes, détecteurs rapides et sensibles.
LA COMMUNAUTÉ FRANÇAISE DE MICROSCOPIE SEMBLE PARTICULIÈREMENT DYNAMIQUE SUR CES QUESTIONS. COMMENT LA PERCEVEZ-VOUS? Elle est effectivement très active et bien structurée. Les réseaux comme le GDR ImaBio que je codirige, avec notamment l’ école thématique MiFoBio ou les différentes journées de rencontres au cours de l année favorisent le partage des savoir-faire aussi bien théoriques que pratiques. Physiciens, biologistes, chimistes, tout le monde se parle, et cela accélère considérablement l’ adoption des nouvelles approches. Ce fonctionnement collectif est une vraie force française.
POUR CONCLURE, QUEL MESSAGE AIMERIEZ-VOUS TRANSMETTRE AUX JEUNES SCIENTIFIQUES QUI SOUHAITERAIENT S’ INVESTIR DANS CES THÉMATIQUES? Je leur dirais que c’ est une opportunité formidable de travailler à l’ interface optique-biologie. Les outils évoluent très vite, des idées naissent partout, et les applications potentielles sont innombrables et à forte retombée sociétale. Mais je leur dirais surtout de ne pas avoir peur de traverser les disciplines et de sortir de sa « zone de confort ». C’ est souvent là, dans ces zones frontières, que naissent les découvertes les plus fécondes.
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