Sono piccoli organelli cellulari, ma il loro malfunzionamento può avere conseguenze devastanti. I lisosomi, responsabili della “digestione” interna delle cellule, sono infatti coinvolti in oltre 60 malattie genetiche rare, note come malattie da accumulo lisosomiale (LSD). Oggi, grazie a una nuova tecnica sviluppata dal Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isasi) di Napoli e dal TIGEM (Istituto Telethon di Genetica e Medicina) di Pozzuoli, è stato possibile per la prima volta analizzarli in 3D, in cellule vive e senza marcatori fluorescenti.

Lo studio, pubblicato su ACS Nano, apre nuove prospettive nella diagnosi e nello sviluppo di terapie mirate per patologie gravi e spesso incurabili, come la malattia di Niemann-Pick tipo C1.

Tradizionalmente, lo studio dei lisosomi richiede colorazioni chimiche o l’uso di marcatori fluorescenti, tecniche invasive che alterano le cellule e non sempre forniscono dati quantitativi affidabili. Il team ha invece utilizzato la tomografia olografica in configurazione citometrica a flusso (HTFC), una tecnologia capace di ottenere immagini tridimensionali basate sull’indice di rifrazione naturale delle cellule.

In questo modo, migliaia di cellule in sospensione possono essere analizzate rapidamente, senza preparazioni complesse, rivelando con precisione densità, volume e posizione dei lisosomi.

«Abbiamo dimostrato che, nelle cellule malate, l’accumulo di molecole altera le proprietà fisiche dei lisosomi», spiega Diego Medina, principal investigator del TIGEM. «Questi parametri biofisici possono essere usati per monitorare la progressione della malattia e valutare la risposta ai farmaci».

I ricercatori hanno applicato la nuova tecnica alla malattia di Niemann-Pick tipo C1 (NPC1), caratterizzata da un grave accumulo di colesterolo nei lisosomi e, a oggi, senza cure risolutive.

Grazie all’analisi tridimensionale, è stato possibile identificare biomarcatori morfometrici che distinguono le cellule sane da quelle patologiche e monitorare gli effetti di interventi genetici e farmacologici. In particolare, i ricercatori hanno osservato che correggere la localizzazione dei lisosomi porta a una riduzione dell’accumulo di colesterolo, aprendo la strada a potenziali nuove strategie terapeutiche.

«Questa tecnologia ci consente di osservare cellule in un contesto molto più simile a quello clinico rispetto alle tradizionali cellule aderenti usate in microscopia», sottolinea Daniele Pirone del Cnr-Isasi.

Il prossimo passo sarà testare la tecnica su cellule provenienti direttamente da pazienti, come fibroblasti e cellule del sangue, e migliorare ulteriormente la risoluzione spaziale, fino ad arrivare all’analisi del singolo lisosoma. «L’integrazione della citometria olografica nel percorso di ricerca traslazionale rappresenta un passo fondamentale verso applicazioni cliniche concrete», conclude Pietro Ferraro, dirigente di ricerca del Cnr-Isasi. «Il potenziale come strumento diagnostico e di screening terapeutico è enorme».

Grazie a questa innovazione, lo studio delle malattie da accumulo lisosomiale potrebbe fare un salto decisivo, avvicinando sempre di più la prospettiva di terapie personalizzate per patologie rare ad alto impatto.