Cellule in 3D: dalla microscopia una tecnica innovativa

Uno studio guidato da ricercatori italiani dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti “E. Caianiello” del Consiglio nazionale delle ricerche, dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e del CEINGE – Biotecnologie Avanzate Franco Salvatore, ha rivelato la possibilità di identificare, visualizzare e misurare in 3D il nucleo di singole cellule tumorali con l’utilizzo di tecniche avanzate di microscopia senza l’utilizzo di coloranti chimici.

Cellule in 3D senza l’uso di coloranti chimici o anticorpi marcatori: uno studio internazionale, guidato da ricercatori italiani dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti “E. Caianiello” (Isasi) del Consiglio nazionale delle ricerche, dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II” e del CEINGE – Biotecnologie Avanzate Franco Salvatore, ha scoperto il sistema per fare la TAC ad ogni singola cellula distinguendo le sane dalle malate, riducendo il margine di errore nell’interpretazione umana dei dati.

Si tratta di una tomografia olografica a flusso in grado di misurare proprietà biofisiche strettamente connesse allo stato della cellula, ottenute mediante tecniche computazionali, che potrebbe determinare una svolta molto significativa nella diagnosi precoce dei tumori e nella sperimentazione di nuovi farmaci per uso terapeutico.

I risultati della ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica di alto impatto Nature Photonics hanno rivelato la possibilità di identificare, visualizzare e misurare in 3D il nucleo di singole cellule tumorali con l’utilizzo di tecniche avanzate di microscopia senza l’utilizzo di coloranti chimici aprendo così strade completamente nuove per gli studi di biologia cellulare. Questo si pensa potrà aprire la strada soprattutto ad applicazioni, in futuro, nella clinica delle malattie dovute ad alterazioni molecolari.

Lo studio si è focalizzato sul nucleo di cellule tumorali che, tra i vari organelli, è quello che contiene la maggior parte del materiale genetico. Il nucleo di cellule tumorali è inoltre responsabile del ciclo di vita della cellula. Identificare il nucleo in cellule non marcate è una sfida enorme a cui diversi gruppi nel mondo stanno provando a dare soluzioni negli ultimi anni.

Per il Cnr-Isasi, l’attività computazione è stata svolta da Pasquale Memmolo e Daniele Pirone. Non potendo sfruttare lo strumento dell’intelligenza artificiale hanno sviluppato un metodo statistico ad hoc, puramente computazionale.
Lisa Miccio ha, invece, contribuito allo sviluppo del Tomografo Olografico a flusso presso i laboratori dell’Istituto. Sembra che la natura 3D della tomografia a contrasto di fase a flusso abbia la capacità di misurare le proprietà biofisiche strettamente connesse allo stato della cellula. In conclusione, grazie soprattutto all’assenza di coloranti chimici- rappresenta una vera svolta tecnologica rispetto alla citometria a flusso convenzionale.