Così come le proprietà meccaniche e la composizione chimica dei materiali sono di fondamentale importanza negli edifici, le cellule che compongono ogni organismo vivente hanno proprietà e forme diverse a seconda della loro funzione e del loro stato. Modificazioni incontrollate dell'elasticità cellulare, o nell'elasticità di qualsiasi tessuto biologico in generale, sono sintomi ed effetti di patologie:arterie coronarie indurite che causano problemi cardiaci, ossa indebolite che inducono complicazioni ortopediche, alterazioni elastiche del tessuto corneale che provocano patologie oculari, ecc. Una tecnica sperimentale non invasiva in grado di sondare in situ le proprietà elastiche e biochimiche di cellule e tessuti sarebbe uno strumento diagnostico strategico.
Negli ultimi anni, ottica e fotonica, e in particolare, tecniche microspettroscopiche, sono efficaci per l'analisi dei materiali. Uno studio intitolato "Analisi meccanica e chimica senza contatto di singole cellule viventi mediante tecniche micro-spettroscopiche, "che apparirà sul giornale Luce naturale:scienza e applicazioni , introduce l'utilizzo di un nuovo spettrometro in grado di analizzare in modo non invasivo cellule viventi in situ con risoluzione spaziale sub-micrometrica. Il sistema ottico acquisisce contemporaneamente gli spettri Brillouin e Raman, e sfruttando l'interazione tra luce e materia, è in grado di fornire mappe meccaniche e chimiche contactless del sistema in esame. La collaborazione di fisici e biotecnologi estende questo approccio all'analisi delle singole cellule viventi, dimostrando in particolare la capacità della tecnica di monitorare la modulazione meccanica dovuta a strutture proteiche subcellulari.
Per di più, è stato scoperto che dopo l'espressione dell'oncogene, le cellule mostrano un significativo rammollimento. Questa proprietà può spiegare il potenziale invasivo osservato nelle cellule tumorali:la loro maggiore deformabilità le aiuta a diffondersi attraverso gli spazi ristretti della matrice extracellulare, favorendo il futuro sviluppo di metastasi.
Questo studio evidenzia come le proprietà meccaniche delle cellule possano essere un nuovo biomarcatore per patologie e come la tecnica proposta possa diventare un potenziale strumento diagnostico, anche nei tumori.
