Nuove tecniche di imaging permettono di mappare il nostro "micromondo" anatomico

Nuove tecniche di imaging permettono di mappare il nostro 'micromondo' anatomico
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I ricercatori dell'università di Zurigo hanno sviluppato una nuova tecnica di imaging che consente la fluorescenza microscopica quattro volte superiore al limite di profondità imposto dalla diffusione standard della luce.

Questa particolare microscopia viene spesso utilizzata per visualizzare i dettagli molecolari o cellulari del cervello in modelli animali con varie patologie, pur limitandosi a piccoli volumi e con procedure altamente invasive a causa dell'intensa diffusione della luce da parte della pelle e del cranio.

La visualizzazione delle dinamiche biologiche in un ambiente chiuso, nel profondo di un organismo vivente, è però fondamentale per comprendere la complessa biologia degli organismi viventi e la progressione delle patologie. Lo studio ha quindi concretizzato la prima esperienza di microscopia a fluorescenza 3D in modo completamente non invasivo, a risoluzione capillare di un cervello adulto di topo, coprendo efficacemente un campo visivo di circa 1 cm.

La tecnica, descritta dai ricercatori su Optica, prende il nome di DOLI (diffuse optical localization imaging), e sfrutta quella che è nota come la seconda spettroscopia del vicino infrarosso (NIR-II) compresa tra 1000 e 1700 nanometri, che presenta una dispersione minore.

Consentire osservazioni ottiche ad alta risoluzione nei tessuti viventi profondi rappresenta un obiettivo di lunga data nel campo dell'imaging biomedico, e la superba risoluzione di DOLI può fornire intuizioni funzionali nel cervello, rendendolo una piattaforma promettente per lo studio dell'attività neurale, della microcircolazione, dell'accoppiamento neurovascolare e della neurodegenerazione.

Per attuare la nuova tecnica i ricercatori hanno iniettato, in una cavia, microgocce fluorescenti per via endovenosa, ad una concentrazione mirata affinché creasse una distribuzione controllata nel flusso sanguigno. Il monitoraggio dei dati ha poi permesso la ricostruzione di una mappa ad alta risoluzione della microvascolarizzazione cerebrale profonda nel cervello del topo.

Questi risultati permetteranno a DOLI di essere, in futuro, un potente approccio per l'imaging a fluorescenza di organismi viventi a profondità e regimi di risoluzione precedentemente inaccessibili, migliorando notevolmente l'applicabilità in vivo della microscopia e delle tecniche di tomografia.

Nuove tecniche di imaging permettono di mappare il nostro 'micromondo' anatomico