Le cellule tumorali presentano delle caratteristiche uniche, sia dal punto di vista strutturale/morfologico che molecolare. Spesso per vedere queste differenze – e procedere nella corretta identificazione e classificazione di un tumore – sono necessarie analisi combinate di biologia molecolare e anatomia patologica. Queste possono prevedere l’utilizzo di marcatori e colorazioni per mettere in risalto caratteristiche tumorali. Oggi però, un gruppo di ricercatori italiano ha messo a punto un sistema per vedere i tumori solo con una tecnica di imaging ottico, ovvero senza ricorrere a una particolare preparazione dei campioni.

Studiare delle piccole particelle di grasso

A raccontare di cosa si tratta sono i suoi ideatori, ricercatori del Cnr, sulle pagine di Advanced Science. La nuova tecnica di imaging è la Polarization-Sensitive HoloTomography (Ps-Ht) e consente di caratterizzare con elevato dettaglio una componente cellulare che funziona come una sorta di marcatore naturale: delle gocciole lipidiche (di grasso), ritenute indicative della presenza di tumore. Come infatti spiegano gli autori, queste goccioline di grasso – grandi nanometri o micrometri al più – sono tipiche dei tumori, e la loro abbondanza e grandezza è ricollegabile in maniera specifica all’evoluzione delle cellule tumorali. Si possono studiare già con tecniche di imaging, come la microscopia a fluorescenza confocale, ma questa richiede l’utilizzo di coloranti che, si legge nel paper, non sono così specifici, e possono alterare la funzionalità cellulare e il metabolismo lipidico. Altre tecniche che pure non fanno uso di coloranti, come la spettroscopia Raman o l’olotomografia (basata sull’utilizzo degli indici di rifrazione), hanno altri limiti: richiedono più tempo, devono essere aggiustate a seconda dei campioni analizzati e non sono così specifiche, citano gli esperti.

La Polarization-Sensitive HoloTomography (Ps-Ht) per vedere le cellule tumorali

“La novità dello studio è l’impiego della birifrangenza, una proprietà ottica intrinseca delle gocce lipidiche, che consente di riconoscerle chiaramente e in modo affidabile, superando i limiti delle metodiche tradizionali basate solo sull’indice di rifrazione”, ha spiegato Maria Antonietta Ferrara dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti del Cnr, tra gli autori della nuova ricerca. Queste goccioline lipidiche infatti – così strettamente legate ai tumori per via della loro crescita a ritmi elevati – presentano una caratteristica ottica che i ricercatori hanno pensato di sfruttare a scopi di ricerca per discriminare le cellule sane da quelle malate e che invece non è presente: la birifrangenza appunto, definita come la capacità di scomporre un raggio di luce in due. Il segnale ricavato grazie alla birifrangenza di queste goccioline è piuttosto selettivo, spiegano gli autori. La tecnica che ne fa utilizzo – senza ricorrere a coloranti e marcatori – si chiama Polarization-Sensitive HoloTomography (Ps-Ht) e consente di identificare le cellule tumorali perché hanno “un segnale di birifrangenza notevolmente più elevato e volumi di goccioline lipidiche più grandi rispetto alle loro controparti sane”, spiegano gli autori.

Le possibili applicazioni

I test sono stati condotti in vitro, su cellule della prostata sane e tumorali, e i risultati sono incoraggianti. Sia in ambito di ricerca – per consentire di caratterizzare sempre meglio le modifiche che interessano le cellule tumorali e la loro evoluzione – che in prospettiva in ambito clinico. “La ricerca ha dimostrato che la tecnica della PS-HT consente di distinguere cellule sane da cellule tumorali con un’accuratezza quasi totale – ha concluso Hossein Khadem dell’Istituto per gli endotipi in oncologia, metabolismo e immunologia del Cnr di Napoli, primo autore dello studio – Si aprono, così, nuove possibilità nello studio del metabolismo del cancro, offrendo un livello di dettaglio elevatissimo e potenzialmente utile anche per la diagnosi precoce”.