Oltre la microscopia in fluorescenza: nuovi metodi e futuri scenari per la diagnostica medica a singola cellula tramite la citometria in flusso

19/12/2023 – ore 14:30

Abstract:

Negli ultimi decenni, la citometria a flusso convenzionale (FC) ha avuto una straordinaria evoluzione diventando un potente strumento di misurazione per le cellule. Le applicazioni vanno dalla diagnostica clinica, alla biologia, e più in generale nelle scienze della vita. Diversi sono i citometri a flusso e l’ultima generazione è basata su analisi di immagini della singola cellula. Essa estende le capacità della citometria in flusso aggiungendo informazioni ottiche a quelle tipicamente spettroscopiche ad elevata risoluzione dei tradizionali sistemi.
Inoltre, lo sviluppo delle tecniche di microscopia di tipo label-free o stain-free basate sull’imaging del tipo a contrasto di fase ha permesso di andare oltre la tradizionale microscopia in fluorescenza. Infatti, tali tecniche di microscopia oltre a fare a meno dei coloranti hanno anche il vantaggio di fornire delle misure quantitative delle cellule ed infatti vengono anche denominate Quantitative Phase Imaging (QPI). Esistono, allo stato dell’arte, tecniche QPI in grado di fornire misurazioni di proiezioni 2D che negli ultimi anni si sono consolidate e consentono oggi di effettuare diagnosi o anche di fornire importanti e nuove informazioni utili negli studi di biologia. Il limite di tali tecniche, rispetto alla tradizionale microscopia in fluorescenza (FM) è la mancanza intrinseca di specificità per visualizzazione, ad esempio, singoli organelli intracellulari. Infatti, sebbene il QPI sia in grado di fornire un indice di rifrazione quantitativo, è ancora difficile recuperare e identificare da misurazioni 2D e soprattutto da misurazioni 3D in singole cellule le strutture subcellulari. I risultati recenti mostrano che esiste un percorso reale per ottenere microscopi QPI senza etichetta che in molti contesti possono superare la limitazione intrinseca della FM. Saranno delineate le prospettive future di sviluppo della microcopia label-free discusse anche alla luce dell’impiego di metodica coniugando insieme intelligenza artificiale (AI), dispositivi Lab-on Chip, il concetto di “digital pathology” e di analisi 3D a singola cellula. Diversi esempi di possibili applicazioni in clinica saranno illustrati e discussi con particolare riferimento a futuri scenari di diagnostica del tipo “point-of-care”.

INFO : seminari.irib@irib.cnr.it