Nicolas Pavillon (profesor asistente), Nicholas I. Smith (Profesor asociado, Centro de Investigaciones Fronterizas de Inmunología, Osaka University) y sus colaboradores desarrollaron una plataforma de microscopía multimodal sin etiquetas que permite el estudio no invasivo de preparaciones celulares sin la necesidad de ningún producto químico adicional o agente de contraste. Los parámetros extraídos de estas medidas, junto con algoritmos de máquina, permiten el estudio de procesos celulares finos como la activación de células de macrófagos tras la exposición a lipopolisacáridos (LPS). Los autores demuestran que la activación, así como la inhibición de la activación parcial, se puede observar a nivel unicelular mediante caracterización fenotípica y molecular puramente a través de medios ópticos no invasivos.

Las mediciones ópticas sin etiquetas se han vuelto populares gracias a su capacidad para observar muestras de forma no invasiva. Técnicas como la microscopía de fase cuantitativa o la espectroscopía Raman, como se usa en este estudio, se han utilizado ampliamente en los últimos años para caracterizar especímenes e identificar células de diferentes orígenes. Sin embargo, la especificidad de estos enfoques generalmente solo permite la discriminación de tipos de células. El grupo muestra en este estudio que también es posible procesos finos como la activación de macrófagos dentro de poblaciones de células idénticas.

Los métodos de análisis estándar a menudo son destructivos para la muestra, o confiar en agentes de contraste para detectar moléculas específicas de interés, lo que limita el estudio a moléculas diana conocidas. El enfoque desarrollado aquí se basa en técnicas no invasivas que se basan en el contraste endógeno de la muestra, es decir, en su fenotipo y contenido molecular intracelular completo. Es más, ensayos estándar, a pesar de su sensibilidad, a menudo miden muestras a nivel de población, aprovechando el efecto acumulativo sobre las moléculas secretadas, pero perdiendo la información sobre la respuesta celular individual. El enfoque presentado proporciona mediciones a nivel de celda única, permitiendo el estudio de la variabilidad de célula a célula dentro de poblaciones.