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Una nano-sonda per fare luce sul corpo umano

Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr)e Istituto italiano di tecnologia (Iit) hanno messo a punto una nuova tecnica non invasiva, che tramite la dis...

I risultati, pubblicati su Nature Communications, aprono importanti prospettive per nuovi sistemi di diagnosi precoce in vivo di alcune malattie neurodegenerative e tumori.

iit-copROMA – ƈ stata testata una nuova tecnica non invasiva basata sulla luce, che utilizza in modo innovativo le nanosonde a tecnologia a DNA e ricava informazioni allā€™interno di un sistema complesso come gli organi e i tessuti del corpo umano senza bisogno di interventi chirurgici o procedure piĆ¹ delicate per il paziente.

La tecnica getta le basi per importanti sviluppi in ambito diagnostico, poichĆ© si puĆ² applicare in tutti i casi in cui il target da raggiungere ĆØ a profonditĆ  tale per cui altri sistemi giĆ  esistenti, come i raggi X o la risonanza magnetica, non sono efficaci a causa della bassa risoluzione spaziale.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, ĆØ stato condotto da Giancarlo Ruocco coordinatore del Center for Life Nano- & Neuro-Science – CLNĀ²S dellā€™Istituto italiano di tecnologia (Iit) di Roma insieme a Marco Leonetti, ricercatore dellā€™Istituto di nanotecnologia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nanotec) di Roma e affiliato ad Iit, con la collaborazione dei colleghi dellā€™Istituto nazionale di ricerca metrologica (Inrim) e dellā€™European Laboratory for Non-linear Spectroscopy (LENS).

I ricercatori del Cnr e dellā€™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 proprietĆ  locali della luce. Il sistema viene illuminato con luce verde, che la nanosonda capta e riemette a sua volta fluorescenza (luce rossa) che non ĆØ in grado di fornire unā€™immagine nitida a causa dellā€™opacitĆ  del sistema complesso. I ricercatori perĆ², tramite la lettura delle fluttuazioni nel tempo e nello spazio della fluorescenza in risposta allā€™ambiente circostante, possono riconoscere la presenza di particolari aggregati di proteine intorno alla nanosonda, che essendo piĆ¹ 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 allā€™accumulo di aggregati proteici, come il morbo di Alzheimer.

ā€œLa nanosonda ĆØ un oggetto comunemente usato in microscopia e unisce le ultime tecniche di ingegneria genetica e di controllo delle sorgenti luminoseā€, spiega Marco Leonetti, primo autore del paper e ricercatore di Cnr-Nanotec affiliato Iit. ā€œSi comporta come un satellite inviato nello spazio che raccoglie le informazioni nelle sue vicinanze e le trasmette sulla Terra. La nanosonda, infatti, misura le proprietĆ  della luce nelle vicinanze e riesce a mandarle agli strumenti di misura dei ricercatori oltre il ā€˜muro opacoā€™. Consente cosƬ di avere informazioni in vivo, evitando interventi piĆ¹ invasiviā€.

ā€œCon questa tecnica riusciamo a vedere cosa accade allā€™interno dei tessuti senza avere delle vere e proprie immagini, ma ricostruendo il sistema in base allā€™angolo di rifrazione della luceā€, conclude Giancarlo Ruocco, coordinatore del Center for Life Nano- & Neuro-Science dellā€™Istituto italiano di tecnologia di Roma. ā€œLe implicazioni di questa scoperta sono molteplici: si puĆ² pensare ad una futura generazione di nanosonde biocompatibili in grado di restituirci informazioni sullā€™insorgenza di alterazioni locali del tessuto biologico in zone inaccessibili come succede per alcune malattie neurodegenerativeā€.

FONTE: Ufficio Stampa CNR.

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