La maggior parte delle sostanze coinvolte negli aspetti organizzativi e
metabolico-funzionali del materiale biologico si comportano da fluorofori
endogeni, ovvero sono in grado di emettere un segnale di fluorescenza
quando eccitati ad opportune lunghezza d'onda. Le caratteristiche del
segnale di fluorescenza dipendono dalla natura, dalla concentrazione e dalla distribuzione dei fluorofori endogeni all'interno del substrato
biologico, oltre che dalla proprietà fisico-chimiche del loro microambiente. E' quindi naturale attendersi che modificazioni delle condizioni del substrato biologico per l'insorgenza di situazioni patologiche influenzino le sue proprietà di autofluorescenza, determinandone alterazioni che sfruttabili a fini diagnostici.
La disponibilità di idonee sorgenti di eccitazione a fibre ottiche e di apparecchiature di rivelazione ed analisi di segnali deboli, ha reso
possibile lo sviluppo di tecniche minimamente invasive per il monitoraggio continuo e in tempo reale dell'autofluorescenza, assimilabili ad una vera e propria analisi biochimica ed istologica eseguita in vivo, per la diagnostica clinica. Questo approccio (biopsia ottica) è attualmente in fase di sviluppo presso i più qualificati laboratori internazionali di fisica e chimica applicata alla biomedicina. La Sezione di Istochimica e Citometria dell'Istituto di Genetica Molecolare di Pavia vanta una consolidata tradizione essendo stato tra i primi ad aver individuato le notevoli potenzialità applicative dell'autofluorescenza, una caratteristica dei tessuti biologici che per lungo tempo aveva rappresentato un aspetto negativo come rumore di fondo nelle analisi fluorimetriche convenzionali.
Questa sezione si è occupata in modo particolare dell'utilizzo della spettroscopia di autofluorescenza in:
a) identificazione e delimitazione di lesioni neoplastiche maligne e pre-maligne del colon-retto per via endoscopica (collaborazione con Divisione di Endoscopia e di Fisica Sanitaria, Istituto Tumori, Milano);
b) demarcazione in temporeale reale dei margini di tumori cerebrali (glioblastomi e neurinomi) durante l'intervento chirurgico di asportazione della massa tumorale (collaborazione con Divisione di Neurochirurgia, Ospedale, Parma);
c) monitoraggio della funzionalità epatica nella pratica del trapianto di fegato (valutazione del grado di steatosi dei fegati per la selezione preliminare alla fase di espianto dal donatore; definizione delle condizioni ottimali di conservazione); biopsia ottica del tessuto epatico con particolare riferimento al grado di fibrosi, espressione di varie patologie epatiche, per una selezione mirata preliminare dei casi da avviare ad una più approfondita indagine (biopsia convenzionale)(collaborazione con Dipartimento di Chirurgia Generale I^, Università, Padova).
d) monitoraggio in vivo, in tempo reale delle variazioni dei livelli di serotonina in regioni cerebrali di ratti sottoposti a specifici trattamenti farmacologici (collaborazione con Glaxo-Smithkline, Verona).
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