Uno studio sulla caratteristica ottica della bi-rifrangenza delle cellule per individuare le cellule tumorali

Uno studio del Cnr, pubblicato sulla rivista Advanced Science, introduce una tecnica innovativa che sfrutta la caratteristica ottica della bi-rifrangenza delle cellule per distinguere con elevata accuratezza quelle sane da quelle tumorali.  

La ricerca è stata portata avanti dalla collaborazione tra due Istituti di ricerca del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli – l’Istituto per gli endotipi in oncologia, metabolismo e immunologia (Cnr-Ieomi) e l’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti (Cnr-Isasi). Attraverso questo studio si è arrivati alla messa a punto di una tecnica innovativa per la diagnosi precoce dei tumori una delle sfide più urgenti della medicina contemporanea.

Si legge nel nota stampa che si tratta – della Polarization-Sensitive HoloTomography (PS-HT), una metodica completamente label-free, cioè capace di analizzare le cellule senza bisogno di coloranti o marcatori chimici. Così facendo è possibile osservare le cellule nel loro stato naturale e distinguere con grande accuratezza quelle sane da quelle tumorali.

Le cellule tumorali, per sostenere la loro rapida crescita, consumano grandi quantità di glucosio e accumulano lipidi sotto forma di gocce intracellulari, oggi considerate importanti biomarcatori metabolici. Le gocce lipidiche possiedono una caratteristica ottica peculiare, la birifrangenza, che ne modifica il comportamento rispetto alla luce. La tecnica della Polarization-Sensitive HoloTomography sfrutta proprio questa proprietà, combinando imaging olografico 3D e sensibilità alla polarizzazione, per visualizzare tali strutture senza ricorrere a coloranti o marcatori esterni, distinguendole nettamente da altri componenti cellulari.

Spiega Hossein Khadem (Cnr-Ieomi), primo autore dello studio, “La ricerca ha dimostrato che la tecnica della PS-HT consente di distinguere cellule sane da cellule tumorali con un’accuratezza quasi totale. Si aprono, così, nuove possibilità nello studio del metabolismo del cancro, offrendo un livello di dettaglio elevatissimo e potenzialmente utile anche per la diagnosi precoce”. Lo studio è stato coordinato da Anna Chiara De Luca per Cnr-Ieomi e Giuseppe Coppola per Cnr-Isasi.

 “La novità dello studio è l’impiego della birifrangenza, una proprietà ottica intrinseca delle gocce lipidiche, che consente di riconoscerle chiaramente e in modo affidabile, superando i limiti delle metodiche tradizionali basate solo sull’indice di rifrazione”, sottolinea Maria Antonietta Ferrara (Cnr-Isasi).  E c’è un ulteriore vantaggio – afferma Maria Mangini, ricercatrice di Cnr-Ieomi “dato dal fatto che la tecnica non richiede trattamenti invasivi né colorazioni, permettendo di osservare i campioni in condizioni molto vicine alla realtà biologica”.

Il lavoro è stato condotto  – si legge sempre nella nota stampa – nell’ambito della facility Euro-BioImaging nell’ambito del progetto PNRR SEE LIFE: un’infrastruttura potenziata grazie ai fondi del PNRR, che ha consentito di sviluppare e validare la metodologia in un contesto avanzato di ricerca traslazionale. “Grazie alla possibilità di monitorare in modo rapido, accurato e non invasivo i cambiamenti metabolici, questa tecnologia potrà aprire nuove prospettive per la diagnosi precoce e personalizzata dei tumori. Questi risultati mostrano come la sinergia tra competenze diverse, dall’ottica avanzata alla biologia dei tumori, possa generare innovazioni di grande valore scientifico e clinico”. Pertanto, la PS-HT rappresenta un passo importante non solo per la ricerca di base sul metabolismo cellulare, ma anche per future applicazioni cliniche.

(Fonte Ufficio Stampa Cnr)

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