Nuove frontiere nella ricerca: osservare i lisosomi in 3D senza marcatori fluorescenti

🧬 Un team congiunto dell’Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti del CNR di Napoli (Cnr-Isasi) e del TIGEM (Istituto Telethon di Genetica e Medicina) di Pozzuoli ha sviluppato una tecnica rivoluzionaria per osservare i lisosomi – “digestori” delle cellule – in 3D, in tempo reale e senza l’uso di marcatori fluorescenti. Questi organelli, fondamentali per il corretto funzionamento cellulare, sono coinvolti in oltre 60 malattie genetiche rare, note come malattie da accumulo lisosomiale (LSD). Si tratta di patologie causate da difetti enzimatici o proteici che compromettono il metabolismo cellulare, con conseguenze gravi soprattutto per il sistema nervoso centrale. 

🔍 Focus sulla malattia di Niemann-Pick tipo C 

I ricercatori si sono concentrati sulla malattia di Niemann-Pick tipo C1 (NPC1), una patologia rara e attualmente incurabile che provoca accumulo di colesterolo nei lisosomi e danni metabolici spesso fatali. Grazie alla nuova tecnica, descritta nello studio pubblicato su ACS Nano, è stato possibile analizzare per la prima volta le alterazioni morfologiche e spaziali dei lisosomi in cellule vive, in sospensione.

💡 Una tecnologia innovativa: la tomografia olografica HTFC 

La tecnica utilizzata è la tomografia olografica in configurazione citometrica a flusso (HTFC), che consente di ottenere immagini tridimensionali e quantitative basate sull’indice di rifrazione, senza colorazioni chimiche. Questo approccio ha permesso di: 

- Misurare parametri biofisici come densità e volume dei lisosomi 

- Rilevare alterazioni morfologiche in condizioni patologiche 

- Monitorare la progressione della malattia e la risposta ai farmaci 

- Identificare biomarcatori 3D per distinguere cellule sane da quelle affette.

“Abbiamo dimostrato che correggendo la localizzazione dei lisosomi è possibile ridurre l’accumulo di colesterolo, uno dei segni distintivi della NPC1,” spiega Diego Medina, Principal Investigator del TIGEM. 

🧪 Verso una nuova diagnostica clinica 

Daniele Pirone, ricercatore del Cnr-Isasi, sottolinea come questa tecnologia rappresenti un passo importante verso un contesto più vicino alla pratica clinica, rispetto alle tradizionali analisi su cellule aderenti. La possibilità di analizzare migliaia di cellule in sospensione apre la strada a diagnosi più rapide e affidabili. I prossimi obiettivi? Validare la tecnica su cellule di pazienti reali – come fibroblasti e cellule del sangue – e migliorare ulteriormente la risoluzione per arrivare all’identificazione del singolo lisosoma. “L’integrazione della citometria olografica nel percorso di ricerca traslazionale è fondamentale per sviluppare strumenti diagnostici e terapeutici concreti,” conclude Pietro Ferraro, Dirigente di Ricerca del Cnr-Isasi. 🔬 

Fonte: CNR