La microscopie électronique (ME) utilise un faisceau d’électrons au lieu de la lumière pour imager les spécimens, atteignant une résolution allant jusqu’à 0,1 nm — environ 1000 fois mieux que la microscopie optique. Bien que largement remplacée par l’immunohistochimie et les techniques moléculaires pour de nombreux diagnostics, la ME reste essentielle pour des questions cliniques spécifiques en pathologie rénale, neuromusculaire et ciliaire.
Microscopie Électronique à Transmission (MET)
La MET transmet un faisceau d’électrons à travers une coupe ultra-mince (60-100 nm) du spécimen. Les électrons interagissent avec le spécimen, et le motif résultant est projeté sur un écran fluorescent ou un détecteur numérique. Les structures denses (noyaux, ribosomes, glycogène) diffusent plus d’électrons et apparaissent sombres (denses aux électrons) ; les structures moins denses (matrice cytoplasmique) apparaissent claires (translucides aux électrons).
La préparation des spécimens pour la MET est exigeante. Le tissu est fixé dans du glutaraldéhyde (2,5% dans un tampon cacodylate) qui préserve mieux l’ultrastructure que le formol. La post-fixation au tétroxyde d’osmium stabilise les lipides. Les échantillons sont déshydratés par des éthanols gradués, infiltrés avec de la résine époxy et polymérisés à 60°C pendant 24-48 heures. Les coupes ultra-minces sont réalisées sur un ultramicrotome using using un couteau de diamant, collectées sur des grilles de cuivre et colorées avec des métaux lourds (acétate d’uranyle, citrate de plomb) pour améliorer le contraste.
Microscopie Électronique à Balayage (MEB)
La MEB balaie un faisceau d’électrons sur la surface du spécimen, détectant les électrons secondaires émis par les atomes de surface. Cela produit des images topographiques tridimensionnelles avec une résolution de 1-10 nm. La MEB est utilisée pour examiner l’architecture de surface des tissus — cils, microvillosités, surface endothéliale et matériaux étrangers. Les spécimens nécessitent un séchage au point critique et une métallisation par pulvérisation avec de l’or ou du platine pour conduire les électrons.
Applications Diagnostiques de la MET
La pathologie rénale reste l’application diagnostique la plus importante de la MET. Les maladies glomérulaires sont classifiées par les résultats ultrastructuraux : dépôts denses aux électrons dans la néphrite lupique (mésangiaux, sous-endothéliaux, sous-épithéliaux), néphropathie à membranes basales minces (épaisseur de la membrane basale <200 nm), syndrome d’Alport (aminoissement, épaississement et lamellation irréguliers de la membrane basale glomérulaire) et effacement des pédicelles dans la maladie à lésions glomérulaires minimes. La ME est essentielle pour classer la néphrite héréditaire et est recommandée dans le bilan standard pour la protéinurie et l’hématurie inexpliquées.
La pathologie neuromusculaire — la ME identifie les anomalies structurelles dans les biopsies musculaires et nerveuses. Les résultats spécifiques incluent les bâtonnets de némaline (myopathie congénitale), la maladie du core central (structures centrales dépourvues de mitochondries), les agrégats tubulaires et les inclusions cristallines mitochondriales. Dans le nerf périphérique, la ME détecte la perte de fibres nerveuses amyéliniques, la dégénérescence axonale et les profils de démyélinisation.
La pathologie ciliaire — la ME de la biopsie nasale ou bronchique démontre l’ultrastructure des cils. Les défauts des bras de dynéine, les défauts des rayons radiaires et la transposition des microtubules sont diagnostiques de la dyskinésie ciliaire primitive (syndrome de Kartagener). Au moins 50 cils doivent être examinés en coupe transversale pour une évaluation définitive.
Les maladies infectieuses — la ME visualise les particules virales directement dans les tissus, fournissant un diagnostic des infections où la culture ou la PCR est négative. La morphologie virale caractéristique identifie les herpèsvirus (nucléocapsides icosaédriques), l’adénovirus, le polyomavirus (virus BK dans la greffe rénale) et les agents pathogènes émergents.
La pathologie tumorale — la ME résout des caractéristiques ultrastructurales spécifiques : mélanosomes (mélanome), granules de Birbeck (histiocytose langerhansienne), granules neurosécrétoires à noyau dense (tumeurs neuroendocrines) et corps de Weibel-Palade (tumeurs endothéliales vasculaires). Bien que l’IHC ait remplacé la ME pour la plupart des diagnostics tumoraux, la ME reste utile pour les tumeurs indifférenciées rares où l’IHC n’est pas concluante.
Immunomicroscopie Électronique
Le marquage immunogold combine l’IHC avec la ME. Les anticorps conjugués à des particules d’or colloïdal (5-20 nm) lient les antigènes cibles, visibles sous forme de points denses aux électrons en MET. Cette technique localise les protéines dans des compartiments subcellulaires spécifiques — par exemple, démontrant qu’un motif de coloration granulaire en microscopie optique correspond à une accumulation de protéines mitochondriales ou lysosomales. L’immunogold peut être réalisé sur des coupes ultra-minces (post-inclusion) ou avant l’inclusion en résine (pré-inclusion).
Limites
La ME nécessite un équipement spécialisé et coûteux (généralement $300 000-800 000 par instrument) et un personnel technique hautement formé. La préparation des échantillons prend 3-5 jours. L’erreur d’échantillonnage est un risque significatif en raison de la minuscule zone examinée. Le tissu fixé au formol peut être récupéré pour la ME mais montre une ultrastructure dégradée par rapport au tissu fixé au glutaraldéhyde. De nombreux diagnostics ME classiques (classification tumorale) sont maintenant réalisés par IHC, réduisant le volume clinique dans la plupart des laboratoires aux cas rénaux et neuromusculaires.
