Quei 'flash' ad alta definizione che illuminano meglio le cellule malate

Messa a punto un'innovativa tecnica spettroscopica che permette di misurare simultaneamente e senza necessità di contatto le proprietà meccaniche e chimiche di cellule viventi e tessuti, con una risoluzione altissima. Si tratta di uno strumento importante per la diagnosi di diverse patologie, comprese il tumore. A realizzarlo è stato un gruppo di ricercatori dell'Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Iom-Cnr) di Perugia e dell'Istituto di biofisica (Ibf) del Cnr di Trento, in collaborazione con colleghi dell'Università di Perugia.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Light: Science & Applications. L'innovativo spettrometro sfrutta l'interazione della luce con la materia. "Sappiamo che le cellule hanno proprietà e forme diverse a seconda della loro funzione e del loro stato, e che modifiche nell'elasticità cellulare o dei tessuti biologici in generale sono causa o indicatori di diverse patologie", ha detto Silvia Caponi (Iom-Cnr), ricercatrice che ha coordinato lo studio. "Ad esempio, le coronarie indurite - ha continuato - generano problemi cardiaci, l'indebolimento delle ossa causa complicazioni ortopediche, modifiche elastiche nel tessuto corneale generano patologie oculari. Oggi, grazie a questa tecnica saremo in grado di individuare precocemente i segnali meccanici cellulari che indicano l’insorgere di possibili disturbi".

Misurando l'elasticità

La tecnica utilizza una modalità di indagine della materia propria dell'ottica e della fotonica.

"Lo studio ha dimostrato la possibilità di misurare le variazioni dell'elasticità all'interno della singola cellula dovute alla presenza delle diverse strutture sub-cellulari", ha aggiunto Mauro Dalla Serra (Ibf-Cnr). "I risultati più promettenti dal punto di vista applicativo - ha proseguito - sono stati ottenuti confrontando cellule in condizioni fisiologiche o patologiche. Ci si è accorti che cellule tumorali sono significativamente più soffici rispetto a quelle sane, mostrando una riduzione complessiva dei moduli elastici (15 per cento) e della viscosità (50 per cento). Queste proprietà possono spiegare il potenziale invasivo osservato nelle cellule tumorali: la loro aumentata capacità di deformazione ne aiuta la diffusione attraverso la matrice extracellulare favorendo lo sviluppo di metastasi. Le proprietà meccaniche delle cellule, pertanto, potranno costituire grazie a questa tecnica un nuovo e prezioso bio-marker per numerose patologie, e un potenziale strumento di diagnosi anche per le patologie tumorali".