Un passo significativo nella comprensione e nella visualizzazione delle cellule è stato compiuto grazie a uno studio congiunto condotto da due istituti del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) – l’Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti ‘E. Caianiello’ (CNR-Isasi) e l’Istituto Sistemi e Tecnologie Industriali Intelligenti per il Manifatturiero Avanzato (CNR-Stiima) – in collaborazione con il Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche dell’Università degli Studi di Napoli Federico II. Il frutto di questa collaborazione è una metodologia che sfrutta la realtà virtuale per visualizzare le cellule in 3D, riducendo la necessità di marcatori fluorescenti potenzialmente tossici.
La tecnica, descritta nella rivista Small Methods, è parte integrante della citofluorimetria e della citometria, strumenti fondamentali nei laboratori per rilevare e identificare cellule specifiche attraverso l’analisi delle loro caratteristiche fisiche. Il metodo innovativo, denominato ‘Generalized Computational Segmentation based on Statistical Inference’ (Generalized CSSI), consente di visualizzare e analizzare i parametri quantitativi di una cellula a partire dalle immagini ottenute tramite microscopio tomografico, che genera immagini tridimensionali degli organelli interni delle cellule.
“Questo metodo permette di evitare l’uso di marcatori fluorescenti, che possono essere tossici per le cellule, e restituisce mappe tridimensionali di ciascuna cellula in flusso”, spiega Vittorio Bianco del CNR-Isasi. Il team di ricerca ha sviluppato una nuova forma di ‘citometria tomografica 3D’, creando un ambiente immersivo per la microscopia accessibile attraverso occhiali per la realtà virtuale. “Gli utenti, che siano ricercatori, medici, studenti o semplici curiosi, possono esplorare un mondo parallelo, viaggiando tra e dentro le cellule”, afferma Ettore Stella del CNR-Stiima, coordinatore del gruppo di Bari, insieme a Maria Di Somma e Nicola Mosca.
Questa tecnologia permette non solo di esplorare le strutture cellulari in 3D con una chiarezza senza precedenti, ma anche di accedere ‘on-demand’ a tutte le informazioni e i dati sulle caratteristiche fisiche delle cellule. “È un viaggio alla Jules Verne che permette di esplorare in dettaglio la struttura cellulare in 3D da qualsiasi prospettiva preferita”, affermano Massimo D’Agostino e Tommaso Russo, docenti alla Federico II. La combinazione di citometria 3D tomografica e realtà virtuale apre nuove possibilità per la biologia cellulare, con potenziali applicazioni che spaziano dalla diagnostica medica alla ricerca oncologica.
In particolare, la realtà virtuale potrebbe rivoluzionare il campo del ‘single cell imaging’, dove l’infrastruttura di ricerca CIRO (Campania Imaging for Research in Oncology), finanziata dalla Regione Campania, sta sviluppando e applicando tecnologie avanzate di imaging oncologico. “Questi risultati potrebbero diventare strumenti potenti per migliorare lo studio, l’analisi e la condivisione dei dati, anche tra laboratori distanti. Inoltre, questa piattaforma innovativa ‘label-free’ per cellule 3D apre nuovi scenari per la formazione, la didattica e l’outreach, offrendo un’esperienza unica, informativa e coinvolgente sulla biologia cellulare”, afferma Pietro Ferraro del CNR-Isasi, Presidente del comitato scientifico di CIRO.
Questa nuova frontiera della biologia cellulare non solo migliora la nostra comprensione delle cellule ma trasforma anche l’approccio educativo e di ricerca, rendendo la scienza più accessibile e coinvolgente attraverso la tecnologia avanzata del metaverso.
