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Una ricerca condotta da un team di giovani
ricercatori, svolta a Pozzuoli presso l’Istituto di
scienze applicate e sistemi intelligenti del
Consiglio nazionale delle ricerche (Isasi-Cnr) in
collaborazione con il Consorzio Ceinge-biotecnologie
avanzate, di cui fa parte l’Università di Napoli
Federico II, ha messo a punto una nuova tecnica con
la quale è possibile identificare cellule rare,
sintomo precoce di eventuali patologie, che
passerebbero inosservate a un’analisi tradizionale.
Canale microfluidico utilizzato per gli esperimenti.
E' una nuova e originale tecnica applicabile
all’identificazione di cellule estranee circolanti
all’interno del flusso sanguigno, le cosiddette Ctc
(Circulating Tumor Cells), la cui efficacia è stata
dimostrata anche nel riconoscimento dei potenziali
contaminanti delle acque.
Il sangue è composto da milioni di cellule quali
globuli rossi, bianchi, piastrine, linfociti. La
diagnostica di malattie del sangue viene eseguita
tramite l’emocromo, che fornisce parametri
statistici sulle cellule esaminate come il volume
cellulare, l’emoglobina, ecc.
Per ottenere informazioni morfologiche è però
necessario studiare al microscopio lo striscio di
sangue, che restringe l’analisi a una piccola parte
delle cellule e inoltre è ‘soggettivo’, dipendendo
dall’interpretazione del medico che studia
l’immagine.
I risultati ottenuti dimostrano la possibilità di
effettuare una cito-tomografia in flusso su campioni
liquidi su tecnologia microfluidica o moce (Lab-on-a-Chip)..
“Questa nuova tecnica di
tipo interferometrico, basata sull’olografia
digitale, consente di analizzare anche milioni di
cellule mentre scorrono in un canale microfluidico
fornendo parametri quali l’emoglobina, al pari del
classico emocromo ed è in grado di analizzare ogni
singola cellula praticamente in tempo reale,
ricostruendone l’immagine tridimensionale con una
accuratezza senza precedenti”, spiegano gli autori
Francesco Merola, Lisa Miccio, Pasquale Memmolo e
Martina Mugnano di Isasi-Cnr.
La chiave della tecnica
sta nello sfruttare la rotazione di 360° delle
cellule mentre scorrono nel canale, questo ci
consente di ricostruire la struttura tridimensionale
di ogni cellula fino a dimensioni di millesimi di
millimetro”.
Lo studio ha consentito
di ottenere una tomografia di globuli rossi da
pazienti con diverse forme di anemie,
identificandole con precisione assoluta.
“Grazie alla particolare
accuratezza di questa tecnica di imaging ottico,
anche la più piccola variazione morfologica rispetto
al globulo rosso sano può essere rivelata,
riconoscendo velocemente e oggettivamente
l’eventuale malattia connessa: una sorta di biopsia
liquida”, conclude Achille Iolascon del Ceinge,
ordinario di genetica medica dell’Università
Federico II.
“Tramite questa tecnica
sarà possibile studiare qualsiasi tipo di cellula,
non solo quelle del sangue”, conclude Pietro Ferraro,
direttore di Isasi-Cnr. “Infatti - grazie al
contributo dei colleghi dell’Istituto di chimica
biomolecolare (Icb-Cnr) - la validità è stata
confermata anche con le diatomee, alghe cui si deve
la produzione di oltre il 20% dell’ossigeno
dell’intero pianeta, la cui presenza negli oceani è
un importantissimo segnale di salute degli
ecosistemi.
I cloroplasti, gli
elementi delle diatomee responsabili della
fotosintesi, sono estremamente sensibili ai
contaminanti presenti nell’acqua marina e la tecnica
permette di ottenerne la forma completa
tridimensionale, fornendo informazioni su
un’eventuale contaminazione”.
Il team
interdisciplinare di ricercatori - costituito da
fisici, ingegneri, biologi e chimici – ha ottenuto
un risultato che potrà avere un forte impatto sulla
diagnostica oncologica.
Questa prima tomografia completa in flusso continuo
apre la strada alla possibilità di trovare ‘l’ago
nel pagliaio’, ovvero le cellule tumorali
circolanti, primissimo segnale premonitore di
metastasi finora inafferrabile.
Per saperne di più
Tomographic Flow Cytometry by Digital Holography.
Francesco Merola, Pasquale Memmolo, Lisa Miccio,
Roberto Savoia, Martina Mugnano, Angelo Fontana,
Giuliana D’Ippolito, Angela Sardo, Achille Iolascon,
Antonella Gambale and Pietro Ferraro
Light: Science & Applications (2017) 6, e16241; doi:
10.1038/lsa.2016.241.
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.Marco Dal Negro |