Consiglio Nazionale delle Ricerche e Istituto Italiano di Tecnologia hanno messo a punto una nuova tecnica non invasiva che, tramite la dispersione della luce, fornisce accesso in situ a proprietà fondamentali dei tessuti, restituendo informazioni dall’interno del corpo umano.
I risultati aprono importanti prospettive per nuovi sistemi di diagnosi precoce in vivo di alcune malattie neurodegenerative e tumori.
La nuova tecnica non invasiva è basata sulla luce, che utilizza in modo innovativo le nano-sonde a tecnologia a DNA e ricava informazioni all’interno di un sistema complesso come gli organi e i tessuti del corpo umano senza bisogno di interventi chirurgici o procedure pi delicate per il paziente.
La tecnica getta le basi per importanti sviluppi in ambito diagnostico, poiché si può applicare in tutti i casi nei quali il target da raggiungere ha profondità tale per cui altri sistemi già esistenti, come raggi x o RM, non sono efficaci a causa della bassa risoluzione spaziale.
Lo studio è stato condotto da Giancarlo Ruocco coordinatore del Center for Life Nano- & Neuro-Science – CLN S dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Roma insieme a Marco Leonetti, ricercatore dell’Istituto di nanotecnologia del Consiglio nazionale delle ricerche (CNR-Nanotec) di Roma e affiliato all’IIT, con la collaborazione dei colleghi dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) e dello European Laboratory for Non-linear Spectroscopy (LENS).
I ricercatori del CNR e dell’IIT hanno simulato in laboratorio la diffusione della luce in un sistema complesso come il corpo umano, utilizzando ossido di zinco, un materiale fortemente riflettente e biocompatibile. Nel sistema creato ad hoc viene inserita la nanosonda, di dimensione 10.000 volte inferiore al diametro di un capello, in grado di misurare la deformazione delle propriet locali della luce. Il sistema viene illuminato con luce verde, che la nanosonda capta e riemette a sua volta fluorescenza (luce rossa) che non in grado di fornire un’immagine nitida a causa dell’opacit del sistema complesso.
I ricercatori per , tramite la lettura delle fluttuazioni nel tempo e nello spazio della fluorescenza in risposta all’ambiente circostante, possono riconoscere la presenza di particolari aggregati di proteine intorno alla nanosonda, che essendo pi densi hanno un indice di rifrazione diverso rispetto al tessuto circostante.
I risultati dello studio rappresentano i primi passi per sviluppare futuri sistemi di diagnostica precoce di alterazioni macroscopiche del tessuto, tipiche dei tumori o di alcune patologie neurodegenerative connesse all’accumulo di aggregati proteici, come il morbo di Alzheimer.
«La nano-sonda un oggetto comunemente usato in microscopia e unisce le ultime tecniche di ingegneria genetica e di controllo delle sorgenti luminose», spiega Marco Leonetti, primo autore del paper e ricercatore di CNR-Nanotec affiliato IIT. «Si comporta come un satellite inviato nello spazio che raccoglie le informazioni nelle sue vicinanze e le trasmette sulla Terra. La nano-sonda, infatti, misura le proprietà della luce nelle vicinanze e riesce a mandarle agli strumenti di misura dei ricercatori oltre il “muro opaco”. Consente cos di avere informazioni in vivo, evitando interventi più invasivi».
«Con questa tecnica riusciamo a vedere cosa accade all’interno dei tessuti senza avere delle vere e proprie immagini, ma ricostruendo il sistema in base all’angolo di rifrazione della luce», conclude Giancarlo Ruocco, coordinatore del Center for Life Nano- & Neuro-Science dell’Istituto italiano di tecnologia di Roma. «Le implicazioni di questa scoperta sono molteplici: si può pensare a una futura generazione di nanosonde biocompatibili in grado di restituirci informazioni sull’insorgenza di alterazioni locali del tessuto biologico in zone inaccessibili come succede per alcune malattie neurodegenerative».
