Immagini 3D più veloci, chiare e profonde
Il team di ricerca ottimizza il microscopio con una tecnologia innovativa a beneficio della ricerca e della medicina
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La microscopia a fogli luminosi produce immagini 3D impressionanti di tessuti e interi organi, come la delicata coclea dell'orecchio interno o il complesso cervello di un topo. Un sottile strato di luce, il foglio luminoso, si muove attraverso il campione e genera un'immagine tridimensionale strato per strato. Tuttavia, i campioni più grandi creano problemi ai microscopi convenzionali: il processo è lento e le immagini sono sfocate. Questo ha portato i ricercatori di Göttingen a sviluppare una piattaforma di microscopia a fluorescenza a fogli luminosi tecnologicamente innovativa che migliora l'imaging e apre nuove opportunità per la ricerca e la medicina. Le scansioni dettagliate consentono, ad esempio, di esaminare in modo più approfondito le reti sottili di nervi o vasi sanguigni. Il gruppo di ricerca dell'Università di Göttingen e dell'University Medical Center Göttingen (UMG) ha lavorato in collaborazione con l'Università di Lubecca nell'ambito del Cluster of Excellence di Göttingen "Multiscale Bioimaging: From Molecular Machines to Networks of Excitable Cells" (MBExC). I risultati sono stati pubblicati su Nature Biotechnology.
Microscopio a fogli luminosi di nuova concezione, compatto e ad alta risoluzione, per la scansione di una coclea
Mostafa Aakhte
Il sistema cattura chiaramente i dettagli più fini, anche a 850 nanometri - circa la dimensione di un centesimo della larghezza di un capello umano. Inoltre, produce 100 immagini al secondo in un campione di un centimetro cubo, circa la dimensione di una zolletta di zucchero. L'oggetto tridimensionale non appare sfocato in alcune aree, come accadrebbe con le tecniche esistenti: al contrario, l'alta risoluzione è costante in tutte le direzioni. Questo risultato è stato ottenuto combinando componenti standard con nuove caratteristiche: mentre il foglio di luce illumina il campione, viene costantemente riadattato. "Grazie a questa innovazione, possiamo catturare campioni di tessuto grandi e chiari in tre dimensioni in modo più rapido e dettagliato che mai", afferma il professor Jan Huisken dell'Università di Göttingen. Campioni di questo tipo sono resi trasparenti da processi chimici noti come "clearing", in modo che la luce possa penetrare in profondità e l'immagine sia più nitida. "Ciascuno di questi metodi di schiaritura modifica il tessuto in modo leggermente diverso", spiega Huisken. "Questo influisce sulla forza con cui il tessuto piega la luce, causando problemi a molti microscopi. Il nostro sistema, invece, fornisce immagini 3D nitide anche quando il processo di schiarimento ha modificato l'indice di rifrazione del campione".
Il sistema viene utilizzato, ad esempio, per mappare con precisione le connessioni tra le cellule nervose nella coclea del topo. "Questa rappresentazione tridimensionale ci ha permesso di esaminare la struttura dettagliata della coclea a livello di singola cellula, sia essa sana o affetta da malattia, ottenendo così nuove informazioni sulla sua funzione", afferma il portavoce dell'MBExC, il professor Tobias Moser, direttore dell'Istituto di neuroscienze uditive dell'UMG.
"La nostra piattaforma è compatta, robusta e facilmente riproducibile, perché si basa su componenti accessibili", afferma l'autore principale, il dottor Mostafa Aakhte dell'Università di Göttingen, che ha contribuito in modo significativo allo sviluppo, alla costruzione e all'ottimizzazione del microscopio per molti campioni diversi. "La piattaforma sarà di grande interesse per la ricerca di base e nella pratica clinica, ad esempio nella diagnostica o nella pianificazione di operazioni complesse".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Mostafa Aakhte, Gesine F. Müller, Lennart Roos, Joe Li, Torben Göpel, Kurt R. Weiss, Aleyna M. Diniz, Jan Wenzel, Markus Schwaninger, Tobias Moser, Jan Huisken; "Isotropic, aberration-corrected light sheet microscopy for rapid high-resolution imaging of cleared tissue"; Nature Biotechnology, 2025-11-13
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