Sapere Scienza

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Anemia: globuli rossi come microlenti per diagnosticarla

5 Luglio 2018

I globuli rossi sono come microlenti, con particolari proprietà ottiche. È a partire da questa scoperta che un team interdisciplinare di ricercatori dell'Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti (ISASI) del CNR, in collaborazione con il Centro di ricerca e biotecnologie avanzate CEINGE, ha messo a punto una nuova tecnica per diagnosticare in maniera più rapida ed efficiente differenti tipologie di anemia.

 

Cos'è l'anemia?
 

Si definisce anemia la diminuzione dei valori di emoglobina nel sangue, i quali vanno al di sotto di una determinata soglia (13 g/dl per gli uomini e 12 g/dl per le donne): in queste condizioni i globuli rossi (o eritrociti) presenti non sono in grado di trasportare la quantità di ossigeno necessaria a soddisfare i bisogni di tutti i tessuti e organi del nostro corpo. Esistono vari tipi di anemia, causati da fattori diversi e aventi un differente livello di gravità: ritroviamo l'anemia sideropenica, data dalla carenza di ferro; la talassemia, legata a una patologia genetica ereditaria che provoca la distruzione dei globuli rossi; l'anemia falciforme, anch'essa genetica ed ereditaria, in cui i globuli rossi presentano la forma di falce o mezzaluna che impedisce il normale flusso sanguigno, o l'anemia da carenza di vitamine (vitamina B12, acido folico e vitamina C) che porta a una riduzione nella produzione di eritrociti.

 

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La morfologia dei globuli rossi

 

Lo studio dell'Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Pozzuoli, svolto in collaborazione con il Centro di ricerca e biotecnologie avanzate e pubblicato sulla rivista ACS Analytical Chemistry, propone una nuova metodologia per l'identificazione e la caratterizzazione di globuli rossi malati, aventi una morfologia simile a quelli sani. Sfruttando la proprietà di biolente del globulo rosso, descritta in un articolo del CNR-ISASI apparso sulla rivista Nature Communications, gli scienziati hanno dimostrato la capacità di un globulo rosso in sospensione di comportarsi come una microlente, modulando la sua lunghezza focale e sfruttando la sua capacità di fare imaging, mettendo a fuoco così diversi oggetti.
"Grazie a una tecnica avanzata di imaging 3D abbiamo dimostrato di poter discriminare globuli rossi malati, aventi caratteristiche morfologiche simili rispetto al campione di controllo sano", ha spiegato Martina Mugnano, ricercatrice del CNR-ISASI. Inoltre, per individuare i globuli rossi malati viene sfruttata la capacità dei globuli stessi di funzionare come lenti di ingrandimento. "Tramite questa tecnologia laser e sfruttando la capacità dei globuli rossi di comportarsi come microscopiche lenti dotate di particolari proprietà di ingrandimento e 'messa a fuoco', è possibile stilare un pannello di 'marcatori ottici' per poter identificare ciascun globulo rosso e poter quindi risalire alle diverse forme di anemia", ha sottolineato Pietro Ferraro, direttore dell'Istituto.

 

Un nuovo metodo per diagnosticare le anemie

 

Gli esami più utilizzati nella valutazione iniziale della malattia prevedono, solitamente, l'emocromo completo mentre, per un'indagine più approfondita, si ricorre all'analisi della morfologia cellulare con l'osservazione dello striscio di sangue periferico. Questa tecnica fornisce informazioni sui difetti di produzione dei globuli rossi, evidenziando anche variazioni delle dimensioni globulari (anisocitosi) e della forma (poichilocitosi). "L'analisi dello striscio di sangue periferico è, tuttavia, legata all'esperienza del medico che osserva le cellule al microscopio e quindi non scevra da errori. Con questo nuovo strumento diagnostico sarà possibile fornire ai medici un test più affidabile e veloce, che andrà a integrare gli attuali esami di laboratorio per la diagnosi delle anemie. Grazie alla natura interdisciplinare del team di ricercatori, costituito da biotecnologi, fisici, ingegneri e medici, è stato possibile raggiungere questo traguardo che avrà un forte impatto sulla diagnostica in ambito ematologico", ha affermato Achille Iolascon, ordinario di Genetica Medica dell'Università Federico II di Napoli e Principal Investigator del CEINGE.

 

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