La Tecnica PS-HT e la Birifrangenza Cellulare
La nuova metodologia si chiama Polarization-Sensitive HoloTomography (PS-HT) ed è interamente "label-free", cioè non richiede l'uso di coloranti o marcatori chimici. Questa caratteristica permette di analizzare le cellule nel loro stato naturale, superando i limiti dei metodi diagnostici tradizionali.

La PS-HT sfrutta una proprietà ottica specifica delle gocce lipidiche accumulate nelle cellule tumorali: la birifrangenza. Le cellule cancerose, infatti, consumano grandi quantità di glucosio per la loro crescita rapida, accumulando lipidi che sono considerati importanti biomarcatori metabolici. La birifrangenza delle gocce lipidiche altera il modo in cui queste strutture interagiscono con la luce.

Combinando l'imaging olografico 3D con la sensibilità alla polarizzazione, la PS-HT è in grado di visualizzare queste strutture e di distinguerle nettamente dagli altri componenti cellulari.

Risultati e Vantaggi Clinici
"La ricerca ha dimostrato che la tecnica PS-HT consente di distinguere cellule sane da cellule tumorali con un’accuratezza quasi totale," spiega Hossein Khadem (Cnr-Ieomi), primo autore dello studio, coordinato da Anna Chiara De Luca (Cnr-Ieomi) e Giuseppe Coppola (Cnr-Isasi).

Il vantaggio chiave, come evidenziato da Maria Antonietta Ferrara (Cnr-Isasi), è l'impiego della birifrangenza, una proprietà ottica intrinseca, che offre un riconoscimento delle gocce lipidiche più chiaro e affidabile rispetto alle metodiche basate solo sull'indice di rifrazione. Inoltre, non essendo invasiva e non richiedendo trattamenti o colorazioni, permette di osservare i campioni in condizioni molto vicine alla realtà biologica, come sottolineato da Maria Mangini (Cnr-Ieomi).

La PS-HT fornisce simultaneamente informazioni morfologiche, biofisiche e strutturali, permettendo di osservare differenze significative (volume, massa e organizzazione molecolare) tra cellule sane e tumorali. Questi parametri si confermano come veri e propri biomarcatori del tumore.

Questa metodologia rappresenta quindi un progresso significativo non solo per la ricerca di base sul metabolismo cellulare, ma apre anche nuove prospettive per la diagnosi precoce e personalizzata dei tumori, grazie alla capacità di monitorare i cambiamenti metabolici in modo rapido, accurato e non invasivo. I risultati evidenziano come la sinergia tra ottica avanzata e biologia dei tumori possa portare a innovazioni di grande valore scientifico e clinico.