News

COMUNICATO STAMPA: Una nuova analisi multi-tecnica per caratterizzare i tessuti fibrotici

In un recente studio un gruppo di ricerca interdisciplinare, con scienziati e scienziate che operano nell’ambito del Consorzio Centro Europeo delle Infrastrutture di Ricerca (CERIC-ERIC), ha sviluppato e testato un approccio multi-tecnico per caratterizzare i diversi fenotipi della fibrosi polmonare (PF).

Il team comprende ricercatori dell’Università di Trieste, di Elettra Sincrotrone Trieste, del Centro Medico dell’Università di Göttingen (Germania), dell’Istituto Max Planck per le Scienze Multidisciplinari (Germania) e dell’Istituto di Fisica dei Raggi X della Georg-August-Universität di Göttingen. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Computers in Biology and Medicine e rappresenta un passo importante per l’approccio clinico alla PF, nonché un nuovo paradigma per l’analisi tissutale.

La fibrosi polmonare è una malattia invalidante caratterizzata da una progressiva involuzione dei polmoni, che compromette gradualmente la capacità respiratoria. Si tratta di una condizione irreversibile, che attualmente non ha cure e ha un esito fatale. La maggior parte dei casi di PF è di tipo idiopatico (IPF), un gruppo eterogeneo che comprende disturbi con una fisiopatologia e un decorso clinico molto diversi tra loro. È quindi essenziale migliorare le tecniche di caratterizzazione dei tessuti – in termini di composizione, orientamento e proprietà micro-meccaniche delle fibre – in modo da poter affrontare ogni tipo di IPF con i trattamenti più appropriati, sviluppandone al contempo di nuovi.

Tuttavia, la caratterizzazione delle variazioni strutturali e funzionali indotte dalla PF non può essere affrontata con una sola tecnica; per questo motivo il gruppo di ricerca ha sviluppato un approccio innovativo di caratterizzazione multi-tecnica, applicandolo a tessuti provenienti da due diversi modelli preclinici murini: nel primo la malattia è stata indotta chimicamente (dalla bleomicina), mentre nel secondo la PF è stata causata dalla delezione condizionale di una ubiquitina-protein ligasi (Nedd4-2). L’analisi dei tessuti si è quindi basata sulla combinazione di tre tecniche diverse: l’istopatologia classica, che da sola è difficilmente conclusiva perché la PF provoca alterazioni eterogenee e frammentarie all’interno dei polmoni, simili nell’aspetto in tutti i diversi tipi di PF; la microtomografia computerizzata a contrasto di fase (propagation-based phase-contrast micro computed tomography – PBI-microCT), utilizzata per valutare le alterazioni strutturali (loci fibrotici) in polmoni interi fissati e inclusi in paraffina, facilitando così un nuovo sezionamento mirato al microtomo dei piani di interesse; la microscopia a forza atomica (AFM), utile per valutare i cambiamenti nelle proprietà meccaniche locali del tessuto, in particolar modo la rigidità, nelle strutture alterate, precedentemente identificate con le altre tecniche.

Fig. 1: Descrizione grafica del lavoro di ricerca e delle analisi complementari applicate

Grazie all’applicazione combinata di queste tecniche di indagine complementari, i ricercatori sono stati in grado di discriminare i campioni del modello indotto dalla bleomicina da quelli dei topi geneticamente modificati (Nedd4-2), distinguendo così la diversa fisiopatologia che porta all’IPF.

Fig. 2: integrazione tridimensionale di microtomografia a contrasto di fase, istologia e microscopia a forza atomica

Tuttavia, più che un punto di arrivo, questa nuova linea di indagine potrebbe rappresentare un nuovo approccio all’analisi dei campioni di tessuto: “I tessuti fissati in formalina e inclusi in paraffina (FFPE) sono il metodo più comunemente negli ospedali, a livello globale, per conservare milioni di campioni biologici provenienti dai pazienti – spiega Lorenzo D’Amico, dottorando CERIC che svolge le sue ricerche presso la linea di luce Synchrotron Radiation for Medical Physics (SYRMEP) del Sincrotrone di Elettra, e primo autore dell’articolo. Pertanto, la possibilità di caratterizzare i tessuti mediante l’applicazione di più tecniche, piuttosto che solo con l’istologia, potrebbe portare a una comprensione più completa della fisiopatologia di diversi disturbi”.

 

CERIC-ERIC è un consorzio di infrastrutture di ricerca fondato dalla Commissione Europea nel 2014. Esso offre a ricercatori e industrie un unico punto di accesso a oltre 60 tecniche e laboratori in otto Paesi dell’Europa centro-orientale, per la ricerca multidisciplinare a livello micro- e nano-metrico nei campi dei materiali avanzati, dei biomateriali e delle nanotecnologie.

ARTICOLO ORIGINALE:

Characterization of transient and progressive pulmonary fibrosis by spatially correlated phase contrast microCT, classical histopathology and atomic force microscopy
D’Amico L., Svetlove A., Longo E., Meyer R., Senigagliesi B., Saccomano G., Nolte P., Wagner W.L., Wielpütz M.O., Leitz D.H.W., Duerr J., Mall M.A., Casalis L., Köster S., Alves F., Tromba G., Dullin C., Computers in Biology and Medicine, 2024

CARTELLA STAMPA: https://drive.ceric-eric.eu/d/afd5813047334d4b8b26/

  • PDF del comunicato stampa;
  • Video: correlazione spaziale a livello quasi cellulare tra microtomografia a contrasto di fase, istologia e microscopia a forza atomica;
  • Fig 1 – Descrizione grafica del lavoro di ricerca e delle analisi complementari applicate;
  • Fig 2 – Integrazione tridimensionale di microtomografia a contrasto di fase, istologia e microscopia a forza atomica.

CONTATTI: Ufficio Stampa CERIC-ERIC: press@ceric-eric.eu
Marcello Turconi, marcello.turconi@ceric-eric.eu