Ad oggi, esaminare i campioni di tessuto dei pazienti ha significato tagliarli a fettine sottili per l'analisi istologica. Questo potrebbe cambiare, grazie a un nuovo metodo di colorazione ideato da un team interdisciplinare dell'Università tecnica di Monaco (TUM). Ciò consente agli specialisti di indagare su campioni di tessuto tridimensionali utilizzando il sistema nano-CT anch'esso recentemente sviluppato presso TUM.

Il sezionamento dei tessuti è una procedura di routine negli ospedali, ad esempio, per indagare sui tumori. Consiste nel tagliare campioni di tessuto corporeo in fette sottili, poi colorarli ed esaminarli al microscopio. I professionisti medici hanno cercato tecniche per esaminare l'intero campione di tessuto tridimensionale piuttosto che solo le singole sezioni. Una possibilità è la tomografia computerizzata (TC), un metodo standard utilizzato nei flussi di lavoro clinici quotidiani.

Finora, ci sono stati due grandi ostacoli alla realizzazione di questo obiettivo. Primo, la risoluzione degli scanner TC convenzionali è troppo bassa. Gli odierni sistemi di micro e nano TC sono raramente adatti per l'uso nella medicina di prima linea. Alcuni non offrono una risoluzione sufficientemente alta, mentre altri si affidano alle radiazioni di grandi acceleratori di particelle.

Secondo, i tessuti molli sono notoriamente difficili da esaminare utilizzando apparecchiature TC. I campioni devono essere colorati per renderli visibili. Le macchie per la scansione TC a volte sono altamente tossiche, e sono anche estremamente dispendiosi in termini di tempo per l'applicazione. A volte, modificano il tessuto a tal punto da rendere impossibile un'ulteriore analisi.

Ora, però, gli scienziati della TUM's Munich School of BioEngineering (MSB) hanno risolto entrambi i problemi. A novembre 2017, Il prof. Franz Pfeiffer e il suo team hanno presentato un sistema nano-TC che offre risoluzioni fino a 100 nanometri ed è adatto per l'uso in ambienti tipici di laboratorio. Nell'ultimo numero della rivista scientifica PNAS , il gruppo di ricerca interdisciplinare dalla fisica, chimica e medicina presenta anche un metodo di colorazione per l'esame istologico con nano-TC.

Usando un rene di topo, gli scienziati hanno generato con successo immagini 3D che corrispondono alla granularità delle informazioni delle sezioni di tessuto. Al centro del metodo di colorazione c'è l'eosina, un colorante standard utilizzato nel campionamento dei tessuti che in precedenza era considerato non idoneo per la TC.

"Il nostro approccio includeva lo sviluppo di un pretrattamento speciale in modo da poter utilizzare comunque l'eosina, " afferma il chimico Dr. Madleen Busse. Il metodo di colorazione è così efficiente in termini di tempo che è adatto anche ai flussi di lavoro clinici quotidiani. "Un altro importante vantaggio è che non ci sono problemi nell'utilizzo di metodi consolidati per esaminare il campione di tessuto dopo la scansione, "aggiunge Busse.

Nel passaggio successivo, i ricercatori stanno cercando di esaminare campioni di tessuto umano. Però, L'istologia TC non è destinata a sostituire presto i metodi convenzionali. Per il momento, almeno, il team considera la nuova procedura come supplementare, ad esempio fornendo ai medici ulteriori informazioni sulla distribuzione tridimensionale di cellule e nuclei. Franz Pfeiffer vede anche qui nuove opportunità per la ricerca medica di base. "Accanto alle applicazioni diagnostiche, l'esame 3D non distruttivo consentito dalla nano-TC potrebbe fornire nuove informazioni sulle origini microscopiche di malattie diffuse come il cancro".