Il supermicroscopio 2.0 mostra nuovi dettagli nella cellula

Microscopi  sempre  più  precisi  ed  in  grado  di  vedere  dettagli  del  comportamento  di  virus  o funzionalità  di  proteine  attualmente  nascosti  agli  strumenti  in  uso e  quindi  mai  visti  prima all’interno della cellula. Si tratta di un progresso tecnologico per la biologia cellulare ma soprattutto per la diagnostica medica. I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e Pisa, dell’Istituto  nanoscienze  del  Consiglio  nazionale  delle  ricerche  (NanoCnr)  di  Pisa  e  della Scuola  Normale  Superiore  (SNS) hanno  realizzato  una  nuova  generazione  di  supermicroscopi capaci di una risoluzione molto maggiore rispetto agli attuali microscopi ottici basati sul metodo confocale.  Un  vero  e  proprio  salto  tecnologico  che  rende  possibile  l’osservazione  di  dettagli biologici fino ad ora mai rivelati.
Una tecnologia innovativa che costituisce un nuovo paradigma della microscopia e apre frontiere in ambito diagnostico, offrendo, oltre alle immagini, un metodo per misurare le dinamiche di singole proteine e macromolecole all’interno delle cellule, di notevole interesse per l’ambito diagnostico. Il lavoro è stato realizzato a Genova e a Pisa da un’equipe di ricercatori coordinati dal Prof. Alberto Diaspro del Dipartimento di Nanofisica dell’IIT e dal Dr. Ranieri Bizzarri dell’Istituto nanoscienze del  Cnr.  I  risultati  sono  pubblicati nella  rivista  PLOS  ONE  in  un  articolo  dal  titolo  “Nanoscale Protein  Diffusion  by  STED-Based  Pair  Correlation  Analysis”. Il  progetto  è  stato  finanziato  dalla Regione Toscana (Bando Salute 2009) e dal MIUR (progetto PRIN 2010). Il  nuovo  supermicroscopio  combina  una  tecnica  che  permette  di  seguire  il  movimento  delle molecole  all’interno  della  cellula  (pCF)  con  una  tecnica  di  “super-risoluzione”,  la  STED,  che consente  di  produrre  immagini  con  un  dettaglio  inferiore  a  100  nanometri  (cento  miliardesimi  di metro), superando  i  consueti  limiti  di  risoluzione  delle  microscopia  ottica  che  si  fermano  a  200 nanometri. Grazie al nuovo metodo, i ricercatori sono stati in grado di mettere a fuoco le particelle
virali  del  virus  dell’epatite  B,  le  quali  posseggono  un  diametro di 50 nanometri,  individuando dettagli  associati  al  trasporto  di  proteine  all’interno  del  nucleo  di  una  cellula,  completamente nascosti allo strumento convenzionale (il fenomeno avviene a dimensioni di 100-150 nanometri).
“Vedere per poter credere è di grande supporto in una diagnosi medica ed è fondamentale quindi l’attendibilità e la precisione delle immagini prodotte”, spiega il Prof. Alberto Diaspro, “I risultati raggiunti  con  questo  nuovo  metodo  sono  di  grande  aiuto,  togliendo  quel  velo  di  nebbia  che peggiorava le immagini formate dal microscopio confocale convenzionale”.
“Per  la  prima  volta  abbiamo  osservato, con  un  dettaglio  spaziale mai  ottenuto, la  capacità  di spostarsi  e  la  velocità  delle  molecole  all’interno  di  una  cellula  viva,  e  sorprendentemente  sono apparse interazioni mai viste in precedenza. Il nostro metodo ha straordinarie implicazioni in ambito diagnostico  perché  rivela  in  tempo  reale  funzioni  e  possibili  disfunzioni  della  cellula”,  aggiunge Ranieri Bizzarri.

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