​Tandis que les biologistes sont passés à des cultures cellulaires en 3D plutôt qu'en 2D voilà une dizaine d'années, les moyens d'observation doivent s'adapter à cette nouvelle donne. Le microscope sans lentille, mis au point en 2016 par le Leti, institut de CEA Tech, a évolué pour faire l'acquisition de plusieurs images, sous différents angles, et accéder ainsi à des vues en trois dimensions.

Côté matériel, le dispositif a été adapté de manière à pouvoir tourner à 360° autour de l'échantillon au sein de l'incubateur, et réaliser jusqu'à 60 prises de vue (une toutes les 30 minutes environ). Le principe est ensuite le même que pour le microscope sans lentille initial : les signaux résultant de la superposition de la lumière de la diode laser qui éclaire la culture et celle diffractée par les cellules sont recueillis par un capteur CMOS. Grâce à un tout nouvel algorithme spécialement mis au point, ces successions d'« images » permettent de visualiser l'évolution de 5 mm3 de culture cellulaire en trois dimensions.

Parce qu'ils rendent encore mieux compte de la réalité, ces films 3D permettent d'accéder à de nouvelles informations sur le comportement des cellules en culture. Ils renseignent notamment sur leurs mouvements et leurs capacités d'auto-organisation dans certaines conditions, telles que l'embryogénèse ou encore les cancers…