Coloration virtuelle de tissus sans marqueur dans la spectrométrie de masse par imagerie

La spectrométrie de masse par imagerie (IMS) permet une cartographie non ciblée et hautement multiplexée des espèces moléculaires dans les tissus biologiques, offrant une spécificité chimique et une sensibilité sans précédent. Toutefois, la plupart des plateformes IMS manquent de résolution spatiale au niveau de la microscopie et d’un contraste morphologique cellulaire, ce qui nécessite des étapes ultérieures de coloration histochimique, d’imagerie microscopique et de registre d’images avancé afin de corrélérer ou relier les distributions moléculaires à des caractéristiques tissulaires spécifiques et à des types cellulaires. Nous proposons une approche de coloration histologique virtuelle fondée sur un modèle de diffusion, permettant d’améliorer la résolution spatiale et d’introduire numériquement un contraste morphologique cellulaire dans les images de spectrométrie de masse de tissus humains sans marqueur. Des tests aveugles réalisés sur des échantillons de tissu rénal humain ont montré que les images colorées virtuellement à partir d’échantillons non marqués s’alignent étroitement avec leurs homologues colorés histochimiquement (par coloration à l’acide périodique-Schiff), avec un haut degré de concordance dans l’identification des structures pathologiques clés du rein, malgré l’utilisation de données IMS présentant une taille de pixel 10 fois plus grande. En outre, notre méthode utilise un échantillonnage optimisé du bruit pendant l’inférence du modèle de diffusion pour garantir une coloration virtuelle fiable et reproductible. Nous estimons que cette méthode de coloration virtuelle ouvrira de nouvelles perspectives pour la recherche biomédicale fondée sur l’IMS.