La diagnosi di tumore da una goccia di sangue

Identificare la presenza di cellule estranee nell’organismo (come quelle tumorali) o lo stato di salute delle cellule circolanti nel sangue con un semplice prelievo è possibile, secondo una ricerca condotta da un team di ricercatori dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti del Consiglio nazionale delle ricerche (Isasi-Cnr) in collaborazione con il Consorzio Ceinge-biotecnologie avanzate.

Il sangue è composto da milioni di cellule quali globuli rossi, bianchi, piastrine, linfociti. Oggi il più comune strumento per diagnosticare malattie del sangue è l’emocromo, che fornisce informazioni sulla quantità di globuli rossi e bianchi, piastrine, sui livelli dell'ematocrito e dell'emoglobina oltre che di altri parametri del sangue. Nulla dice però sullo stato di salute di queste cellule: per ottenere informazioni morfologiche è però necessario studiare al microscopio lo striscio di sangue, che restringe l’analisi a una piccola parte delle cellule ed inoltre è soggettivo, dipendendo dall’interpretazione del medico che studia l’immagine.

La nuova tecnica, messa a punto dai ricercatori del Cnr consente invece di avere una fotografia in tempo reale di ogni cellula circolante nel flusso ematico.

«Questa nuova tecnica di tipo interferometrico, basata sull’olografia digitale, consente di analizzare anche milioni di cellule mentre scorrono in un canale microfluidico fornendo parametri quali l’emoglobina, al pari del classico emocromo. Inoltre è in grado di analizzare ogni singola cellula praticamente in tempo reale, ricostruendone l’immagine tridimensionale con una accuratezza senza precedenti», spiegano gli autori Francesco Merola, Lisa Miccio, Pasquale Memmolo e Martina Mugnano di Isasi-Cnr. «In questo modo è possibile identificare cellule rare, sintomo precoce di eventuali patologie, che passerebbero inosservate a un’analisi tradizionale».

«La chiave della tecnica sta nello sfruttare la rotazione di 360° delle cellule mentre scorrono nel canale, questo ci consente di ricostruire la struttura tridimensionale di ogni cellula fino a dimensioni di millesimi di millimetro», aggiungono i ricercatori che hanno sperimentato la tecnica sui globuli rossi da pazienti con diverse forme di anemie, identificandole con precisione assoluta.

«Grazie alla particolare accuratezza di questa tecnica di imaging ottico, anche la più piccola variazione morfologica rispetto al globulo rosso sano può essere rivelata, riconoscendo velocemente e oggettivamente l’eventuale malattia connessa: una sorta di biopsia liquida», aggiunge Achille Iolascon del Ceinge, ordinario di genetica medica dell’Università Federico II.

«Tramite questa tecnica sarà possibile studiare qualsiasi tipo di cellula, non solo quelle del sangue», gli fa eco Pietro Ferraro, direttore di Isasi-Cnr. «Infatti la validità è stata confermata anche con le diatomee, alghe cui si deve la produzione di oltre il 20 per cento dell’ossigeno dell’intero pianeta, la cui presenza negli oceani è un importantissimo segnale di salute degli ecosistemi. I cloroplasti, gli elementi delle diatomee responsabili della fotosintesi, sono estremamente sensibili ai contaminanti presenti nell’acqua marina e la tecnica permette di ottenerne la forma completa tridimensionale, fornendo informazioni su un’eventuale contaminazione».

La ricerca è stata pubblicata su Light: Science and Applications.

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