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20 Mar 2023

Un fascio di luce per identificare le cellule tumorali

Anna Chiara De Luca

Anna Chiara De Luca
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Individuare un tumore attraverso l’analisi del sangue è un approccio che potrebbe trasformare la diagnosi e la cura di questa malattia. Tuttavia, le cellule tumorali circolanti sono presenti in quantità minime, e pertanto sono difficili da individuare con test di laboratorio convenzionali.

 

Cosa sono le cellule tumorali circolanti?

Le cellule tumorali circolanti (CTC) sono cellule tumorali verosimilmente responsabili della diffusione delle metastasi, derivano da tumori solidi e circolano nel sangue periferico. Il rilevamento, la quantificazione e la caratterizzazione di tali cellule possono essere utilizzati per monitorare la progressione dei tumori, nonché la farmacoresistenza.

 

 

Un nuovo metodo per identificare le cellule tumorali

Un gruppo di ricerca di due istituti del CNR di Napoli – l’Istituto di Endocrinologia e Oncologia Sperimentale “G. Salvatore” (IEOS) e l’Istituto per le Scienze Applicate e i Sistemi Intelligenti (ISASI) – ha sviluppato e combinato nuove tecnologie di imaging che, analizzando la luce che attraversa le cellule e il loro metabolismo, permettono l’identificazione delle cellule tumorali circolanti nel sangue.

Lo studio, pubblicato su Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, ha una notevole rilevanza nel campo dell’imaging diagnostico, in quanto la tecnica di imaging correlativo sviluppata consente di analizzare la morfologia e la polarizzazione della luce che attraversa una cellula (imaging olografico in polarizzazione, PSDHI) e allo stesso tempo analizzarne la composizione chimica e il particolare metabolismo (imaging Raman) consentendo così l’identificazione di cellule tumorali circolanti.

Le cellule tumorali hanno la capacità di assimilare grandi quantità di glucosio, fino a dieci volte più velocemente di quanto facciano le cellule normali. La microscopia Raman è stata utilizzata per studiare l’assorbimento delle molecole di glucosio da parte delle cellule tumorali e osservarne il metabolismo. Si tratta di un sistema di radiazione laser con il quale vengono illuminate le molecole, che permette di identificarle in maniera univoca, senza utilizzare particolari marcature. La capacità delle cellule tumorali di assorbire il glucosio più velocemente determina l’accumulo di lipidi in forma di goccioline, diversamente da quanto accade, per esempio, con i leucociti, le cellule sane del sangue.

Questo fornisce un parametro affidabile per distinguere le cellule tumorali da quelle del sangue. Per individuare le goccioline lipidiche con tempistiche simili a quelle di uno screening rapido, è stata combinata la microscopia Raman con l’imaging olografico in polarizzazione. Questa tecnica di imaging permette di identificare la morfologia delle cellule e mappare le proprietà birifrangenti delle goccioline lipidiche. È così possibile distinguere le cellule tumorali dai leucociti in pochi secondi, con un’affidabilità vicina al 100%.

Il nuovo approccio pone le basi per lo sviluppo di un innovativo metodo di isolamento delle cellule tumorali, semplice e universalmente applicabile. La raccolta e la coltura in vitro delle cellule tumorali circolanti, inoltre, potrà consentire di esaminare le loro caratteristiche genetiche e biochimiche e valutarne la sensibilità a farmaci specifici.

 

 

Fonte: M. Mangini et al., “Cancer metabolic features allow discrimination of tumor from white blood cells by label-free multimodal optical imaging”, Front. Bioeng. Biotechnol., 2023:

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2023.1057216/full

Anna Chiara De Luca
Anna Chiara De Luca
Anna Chiara De Luca dopo la laurea in Fisica ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca nel 2008 in Tecnologie Innovative per Materiali, Sensori ed Imaging. Lo stesso anno si è trasferita presso l’Università di St Andrews (UK), dove ha lavorato con il prof. Dholakia allo sviluppo di nuovi metodi basati sulla microscopia Raman. Dal 2012, grazie al prestigioso start up grant dell’AIRC, è parte del CNR. Attualmente è primo ricercatore presso l’Istituto di Endocrinologia e Oncologia sperimentale “G. Salvatore” (IEOS) del CNR e coordinatore del Laboratorio di Biofotonica e Microscopia Avanzata. Ha ottenuto vari riconoscimenti tra cui il premio “Giovane Ricercatore” del Dipartimento di Scienze Biomediche del CNR (2016).
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