A sinistra la ricercatrice di Cnr-Ieomi Maria Mangini, a destra ricercatrice di Cnr-Isasi Maria Antonietta Ferrara durante le attività di misura al microscopio Tomocube.
Una nuova tecnica label‑free sviluppata dal Cnr rivoluziona la diagnosi precoce del cancro, distinguendo con precisione cellule sane e tumorali grazie alla Polarization‑Sensitive HoloTomography, un metodo non invasivo basato sulla birifrangenza e sull’analisi delle gocce lipidiche
Cancro, nuova tecnica del Cnr distingue cellule sane e tumorali senza coloranti: svolta nella diagnosi precoce.
Un team di ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) di Napoli ha messo a punto una nuova tecnica capace di distinguere con estrema precisione le cellule sane da quelle tumorali, senza bisogno di coloranti o marcatori chimici. Lo studio, pubblicato sulla rivista Advanced Science, segna un importante passo avanti nella diagnosi precoce del cancro.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Advanced Science (1), nasce dalla collaborazione tra due istituti del Cnr - l’Istituto per gli endotipi in oncologia, metabolismo e immunologia (Cnr-Ieomi) e l’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti (Cnr-Isasi) - che hanno sviluppato la cosiddetta Polarization-Sensitive HoloTomography (PS-HT). Si tratta di una tecnica completamente “label-free”, in grado cioè di analizzare le cellule così come sono, nel loro stato naturale.
Il principio alla base della PS-HT sfrutta una particolare proprietà ottica delle cellule: la birifrangenza, ossia la capacità di modificare il comportamento della luce quando attraversa alcune strutture, come le gocce lipidiche. Queste ultime sono accumuli di grassi che le cellule tumorali producono in grande quantità per sostenere la loro crescita e che oggi vengono riconosciuti come biomarcatori metabolici del tumore. Combinando l’imaging olografico 3D con la sensibilità alla polarizzazione, la nuova metodica permette di visualizzare con chiarezza tali gocce senza bisogno di colorazioni artificiali, distinguendole facilmente dagli altri componenti cellulari.
«La nostra ricerca dimostra che la PS-HT consente di separare con altissima precisione le cellule sane da quelle tumorali», spiega il dottor Hossein Khadem (2) del Cnr-Ieomi, primo autore dello studio coordinato da Anna Chiara De Luca (3) e Giuseppe Coppola (4). Secondo la dottoressa Maria Antonietta Ferrara (5) del Cnr-Isasi, la grande novità sta proprio nell’utilizzo della birifrangenza, che offre un’identificazione affidabile delle gocce lipidiche, superando i limiti delle tecniche tradizionali basate solo sull’indice di rifrazione.
«Un altro vantaggio», sottolinea la ricercatrice Maria Mangini (6), «è che la PS-HT è completamente non invasiva: permette cioè di osservare le cellule in condizioni molto simili a quelle reali, senza alterarne la struttura o le funzioni».
Grazie a Euro-BioImaging, il metodo si è concretizzato all'interno di un complesso ambiente scientifico. I finanziamenti di SEE LIFE, legati al PNRR, ne hanno reso possibile la messa alla prova. Mentre alcune parti richiedevano strumenti specifici, altre si sono adattate durante i test.
Secondo i coordinatori, l’efficacia della PS-HT deriva dalla sua capacità di fornire in un’unica analisi informazioni morfologiche, biofisiche e strutturali, mettendo in evidenza differenze significative tra cellule sane e tumorali: nel volume, nella massa e nell’organizzazione delle gocce lipidiche.
Queste misure continuano a mostrare segnali legati al cancro. Ogni valore racconta qualcosa di importante sulla malattia e i dati non mentono quando si tratta di evidenze concrete. Si nota una linea precisa tra risultati e diagnosi. Nessun elemento appare fuori posto nel quadro complessivo.
Con il suo occhio attento nel percepire i segnali del corpo, questo metodo riesce a cogliere dettagli vitali nel metabolismo e apre innovative strade per scoprire anticipatamente il tumore. In tempo reale, la nuova tecnica mostra come le cellule cambiano passo. Non e solo la velocita a contare, ma anche quanta precisione si ha nei piccoli dettagli. I parametri che ho menzionato, come quelli metabolici, finiscono per essere davvero importanti per capire se c'è un tumore.
Questa tecnica permette di monitorare i mutamenti nel metabolismo in modo veloce e senza invadere il corpo. Può cambiare le cose per diagnosticare velocemente il cancro, e magari in modalità personalizzate per ogni persona. Comunque, la parte non invasiva e quella che spicca, perché rende tutto più facile da seguire nel tempo.
Come concludono gli autori, è un esempio concreto di come la collaborazione tra ottica avanzata e biologia dei tumori possa generare innovazioni di grande valore scientifico e clinico.
Riferimenti:
(2) Hossein Khadem
(4) Giuseppe Coppola
(6) Maria Mangini
Descrizione foto: A sinistra la ricercatrice di Cnr-Ieomi Maria Mangini, a destra ricercatrice di Cnr-Isasi Maria Antonietta Ferrara durante le attività di misura al microscopio Tomocube. - Credit: CNR.
Versione riassuntiva a cura della Redazione ECplanet / Articolo originale: L'imaging ottico tridimensionale per caratterizzare le cellule tumorali