Ricercatori di Cnr e TIGEM sviluppano un’analisi tridimensionale senza marcatori fluorescenti, pubblicata su ACS Nano, per studiare le malattie da accumulo lisosomiale come la Niemann-Pick
Napoli – Pozzuoli, settembre 2025 – Un passo avanti decisivo nella ricerca sulle malattie genetiche rare. Un team congiunto del Cnr-Isasi (Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli) e del TIGEM (Istituto Telethon di Genetica e Medicina di Pozzuoli) ha messo a punto una tecnica innovativa che consente, per la prima volta, l’analisi quantitativa tridimensionale dei lisosomi in cellule vive, senza l’utilizzo di marcatori fluorescenti.
La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica internazionale ACS Nano, apre prospettive nuove nello studio delle malattie da accumulo lisosomiale (LSD), un gruppo di oltre 60 patologie rare causate da difetti negli enzimi o nelle proteine dei lisosomi. Queste malattie compromettono il funzionamento di organi e tessuti, in particolare del sistema nervoso centrale, e oggi non dispongono ancora di strumenti diagnostici avanzati per il monitoraggio in cellule vive.
Focus sulla malattia di Niemann-Pick tipo C
Il nuovo metodo si è concentrato in particolare sulla malattia di Niemann-Pick tipo C1 (NPC1), caratterizzata da un’alterazione metabolica spesso fatale e tuttora senza una cura definitiva.
«Abbiamo utilizzato la tecnica della tomografia olografica in configurazione citometrica a flusso (HTFC) come piattaforma per individuare malattie da accumulo lisosomiale (LSD), in particolare nella malattia di Niemann-Pick tipo C1 (NPC1), dimostrandone l’efficacia», spiega Diego Medina, Principal Investigator del TIGEM. «Questo approccio innovativo potrebbe rivoluzionare lo studio delle LSD: ci permette di misurare parametri biofisici dei lisosomi – come densità e volume – e di valutare come l’accumulo patologico di molecole alteri le loro proprietà. Nel caso della NPC1, correggendo la localizzazione dei lisosomi, abbiamo dimostrato che è possibile risolvere l’accumulo di colesterolo».
Un’analisi tridimensionale “label-free”
Il cuore della tecnologia è la HTFC, che permette di ottenere tomografie ad alto contenuto informativo basate sull’indice di rifrazione, senza bisogno di colorazioni chimiche. In questo modo è stato possibile analizzare migliaia di cellule in sospensione, distinguendo in modo affidabile cellule sane e patologiche e monitorando la risposta a interventi farmacologici e genetici.
«Questa tecnologia ci consente per la prima volta di ottenere informazioni tridimensionali, quantitative e label-free in cellule vive sospese della malattia di Niemann-Pick tipo C, un contesto molto più vicino a quello clinico rispetto alle cellule aderenti tradizionalmente usate in microscopia», sottolinea Daniele Pirone, ricercatore del Cnr-Isasi e co-autore dello studio insieme a Pasquale Memmolo e Lisa Miccio.
Verso nuove applicazioni cliniche
Lo studio, evidenziano i ricercatori, rappresenta una svolta nella diagnostica delle LSD, con l’obiettivo futuro di validare la tecnica su cellule derivate direttamente da pazienti, come fibroblasti e cellule ematiche.
«L’integrazione della citometria olografica nel percorso di ricerca traslazionale è un passo fondamentale verso applicazioni cliniche concrete. Il potenziale di questa tecnica come strumento diagnostico e di screening terapeutico è enorme», conclude Pietro Ferraro, Dirigente di Ricerca e Principal Investigator del Cnr-Isasi.
La possibilità di analizzare i lisosomi in 3D, senza marcatori e in condizioni vicine a quelle cliniche, apre dunque nuove strade alla ricerca di biomarcatori innovativi e di terapie mirate per le malattie rare.