A maioria dos métodos analíticos em biologia requer procedimentos invasivos para analisar amostras, o que leva a mudanças irreversíveis ou mesmo à sua destruição. Além disso, a sensibilidade de tais abordagens muitas vezes decorre da média dos sinais gerados por um grande número de células, tornando impossível estudar a heterogeneidade subjacente das respostas.

Na área médica, O raio-X e a ressonância magnética são muito úteis, pois permitem o diagnóstico por meio de imagens não invasivas. De forma similar, técnicas sem rótulo estão se tornando cada vez mais populares em microscopia, graças à sua não invasão. Microscopia de fase quantitativa, junto com a espectroscopia Raman, são técnicas sem etiqueta utilizadas neste estudo para extrair biomarcadores com base na morfologia celular e conteúdo intracelular. Essas abordagens foram usadas anteriormente para caracterizar espécimes e identificar células de diferentes origens; Contudo, a medição de características mais finas do que o tipo de célula com essas técnicas provou ser um desafio.

O professor assistente Nicolas Pavillon e o professor associado Nicholas I. Smith do Immunology Frontier Research Center (IFReC) da Universidade de Osaka desenvolveram uma plataforma de imagem multimodal sem rótulo que permite o estudo de culturas de células de forma não invasiva, sem a necessidade de qualquer agente de contraste. A dupla de pesquisadores mostrou como os sinais sem rótulo podem ser empregados para criar modelos que podem detectar o estado de ativação de células macrófagos e distinguir entre diferentes tipos de células, mesmo no caso de populações altamente heterogêneas de células primárias. "Criamos ferramentas estatísticas específicas que permitem a identificação dos melhores métodos para detectar respostas no nível de uma única célula, e mostrar como esses modelos também podem identificar diferentes espécimes, mesmo em condições experimentais idênticas, permitindo a detecção de comportamentos atípicos, "diz o professor associado Smith.

Os resultados deste estudo mostram que uma abordagem óptica não invasiva, que permite o estudo de amostras vivas sem a necessidade de agentes de contraste, também pode atingir alta sensibilidade no nível de uma única célula. "Em particular, "diz o professor assistente Pavillon, "nossos resultados mostram que este método pode identificar diferentes subtipos de células e suas alterações moleculares durante a resposta imune, bem como comportamentos discrepantes entre os espécimes. "