Un team di ricercatori italiani dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti “E. Caianiello” del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e del CEINGE – Biotecnologie Avanzate Franco Salvatore, ha pubblicato uno studio sulla Nature Photonics che rivela la possibilità di identificare, visualizzare e misurare in 3D il nucleo di singole cellule tumorali utilizzando tecniche avanzate di microscopia senza il bisogno di coloranti chimici. Questo nuovo metodo di tomografia olografica a flusso è in grado di distinguere le cellule sane da quelle malate e di ridurre il margine di errore nell’interpretazione dei dati umani.
La tecnologia olografica laser 3D alla base di questi risultati potrebbe rivoluzionare la citometria a flusso, attualmente basata su immagini 2D a fluorescenza. Questa tecnologia limita il processo di colorazione necessario per identificare le strutture intracellulari, richiede molto tempo e può alterare le proprietà cellulari. La biopsia liquida, l’indagine meno invasiva attualmente praticabile, che mira alla diagnosi precoce dei tumori e alla definizione di terapie oncologiche personalizzate, è la più promettente applicazione della citometria a flusso basata sulla tomografia a contrasto di fase.
Il team di ricerca ha incluso fisici, ingegneri, genetisti e biotecnologi italiani, nonché ricercatori internazionali del Laboratorio di Ottica dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) diretto da Demetri Psaltis. Il nucleo di cellule tumorali è stato il principale focus della ricerca, poiché contiene la maggior parte del materiale genetico ed è responsabile del ciclo di vita della cellula.
I ricercatori hanno sviluppato un metodo statistico ad hoc, puramente computazionale, per l’attività di elaborazione dati e un tomografo olografico a flusso per misurare le proprietà biofisiche strettamente connesse allo stato della cellula in modo 3D. Grazie all’assenza di coloranti chimici, questo nuovo metodo rappresenta una svolta tecnologica rispetto alla citometria a flusso convenzionale.
I risultati di questo studio aprono nuove strade nella diagnosi precoce dei tumori e nella sperimentazione di nuovi farmaci per uso terapeutico. Ciò potrebbe portare a una medicina personalizzata basata sull’analisi non invasiva di singole cellule in fluidi biologici (sangue, urine, salive, ecc.) attraverso l’implementazione di sistemi portatili a basso costo del tipo “lab-on-chip”.
