(AGENPARL) – Thu 10 April 2025 *LINEE DI LUCE NELLE PROFONDITÀ DEL CERVELLO*
*Team internazionale di ricerca mette a punto nuovo metodo per estrarre
“l’impronta molecolare” delle aree cerebrali profonde*
Un nuovo metodo sperimentale che permette di identificare un’impronta
molecolare del tessuto cerebrale in aree remote del cervello apre nuove
strade per lo studio del sistema nervoso centrale.
Un gruppo di istituti di ricerca e università che include l’Istituto
Italiano di Tecnologia (IIT) nei Centri di Lecce e Genova, il Dipartimento
di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova, l’Università del Salento,
l’Università ‘Magna Graecia’ di Catanzaro e il Politecnico di Bari, ha
individuato un approccio innovativo per analizzare la composizione
molecolare del tessuto neurale, estraendone un’impronta digitale che
permette di valutarne caratteristiche sia fisiologiche che patologiche.
*Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica internazionale
«Nature Methods», ed è stato eseguito anche in collaborazione con il Centro
National de Investigaciones Oncologicas e il Consejo Superior de
Investigaciones Cientificas – Instituto Cajal di Madrid*
*I ricercatori hanno sviluppato una tecnica per rilevare le componenti del
tessuto cerebrale senza l’ausilio di mezzi di contrasto o marcatori di
alcun tipo, aprendo la strada verso un utilizzo più ampio della fotonica
nell’ambito delle neuroscienze e, nel lungo termine, della neurochirurgia. *
«La tecnica che abbiamo utilizzato sfrutta una caratteristica particolare,
seppur sfuggente, dell’interazione luce-materia. Quando un fascio di luce,
di un colore molto ben definito, colpisce una molecola, una minima parte
dell’energia della luce innesca delle vibrazioni nella molecola.
Immediatamente dopo, una piccola porzione del fascio viene diffusa con una
lieve alterazione del colore iniziale. Misurare questa sfumatura di colore
fornisce preziose informazioni sulla struttura chimica della molecola
colpita, senza necessità di utilizzare marcatori esterni» *spiega Filippo
Pisano, Professore Associato al Dipartimento di Fisica e Astronomia
dell’Università di Padova*.
«Questo fenomeno, noto come diffusione Raman, è già stato impiegato nello
studio dei tessuti biologici, con alcune recenti applicazioni in ambito
clinico – *dice Ferruccio Pisanello, Coordinatore del Centro per le
Nanotecnologie Biomolecolari dell’Istituto Italiano di Tecnologia a Lecce*
-. Per la prima volta siamo riusciti a effettuare registrazioni in aree
cerebrali profonde, minimizzando il danno tissutale. Questo è stato
possibile grazie combinazione non convenzionale di luce nel vicino
infrarosso, con fibre ottiche impiantabili, microscopi appositamente
progettati, e tecniche avanzate di analisi dati, inclusi algoritmi di
intelligenza artificiale.»
«Sebbene ancora lontana da applicazioni mediche, questa metodologia
dischiude nuove possibilità per una comprensione più profonda della
fisiologia cerebrale che ipotizza promettenti applicazioni sullo studio di
condizioni neurologiche patologiche, quali i tumori cerebrale e i traumi
cranici»* afferma Massimo De Vittorio, Professore all’Università del
Salento e ricercatore dell’IIT di Lecce*.
La ricerca nasce nell’ambito di progetti finanziati da fondi europei, quali
i progetti DEEPER e NanoBright, che hanno l’obiettivo di sviluppare nuove
tecnologie di indagine delle regioni profonde del cervello, per individuare
le disfunzioni molecolari e cellulari alla base di disturbi e malattie
cerebrali.
Il lavoro è stato finanziato dai programmi di ricerca e innovazione Horizon
2020 dell’Unione Europea con il progetto NanoBright, il progetto DEEPER, il
progetto ProID, l’azione Marie Sklodowska-Curie SPEEDBUMPS, da Fondazione
AIRC, dal PARD 2024 dell’Università di Padova, dalla Fondazione Scientifica
dell’Associazione Spagnola Contro il Cancro e dal Progetto ‘RAISE’.
*Link alla pubblicazione:*
https://doi.org/10.1038/s41592-024-02557-3
Filippo Pisano, Mariam Masmudi-Martín, Maria Samuela Andriani, Elena Cid,
Mohammadrahim Kazemzadeh, Marco Pisanello, Antonio Balena, Liam Collard,
Teresa Jurado Parras, Marco Bianco, Patricia Baena, Francesco Tantussi,
Marco Grande, Leonardo Sileo, Francesco Gentile, Francesco De Angelis,
Massimo De Vittorio, Liset Menendez de la Prida, Manuel Valiente &
Ferruccio Pisanello “Vibrational fiber photometry: label-free and
reporter-free minimally invasive Raman spectroscopy deep in the mouse
brain”. *Nat Methods* *22*, 371–379 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41592-024-02557-3
CREDITS IMMAGINE: Antonio Balena, *immagine rappresentativa della raccolta
di impronta molecolare dal tessuto cerebrale*