Progressi nella ricerca sul cancro: un nuovo software semplifica l'analisi di immagini tissutali complesse
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Grazie alle moderne tecniche di imaging, oggi è possibile determinare, con un solo campione di tessuto, quali cellule sono presenti nel tessuto e come sono organizzate. Un progresso che ha semplificato notevolmente la diagnostica e la ricerca su diverse patologie. Un team di ricerca interdisciplinare dell’Università Heinrich Heine di Düsseldorf (HHU), dell’Ospedale universitario di Düsseldorf (UKD) e del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) ha ora sviluppato un software che in futuro dovrebbe fornire supporto nell’analisi di questi risultati. I ricercatori hanno ora pubblicato i propri risultati sulla prestigiosa rivista specializzata *Nature Methods*.
La microscopia multiparametrica rileva contemporaneamente numerose proteine in un unico campione di tessuto, come in questo caso una biopsia linfomatosa. In questo modo rende visibili diversi tipi di cellule e strutture tissutali, che possono essere analizzate in modo sistematico e riproducibile tramite il software spatialproteomics.
I moderni metodi di microscopia consentono, grazie all’imaging multiparametrico, di creare una sorta di mappa dei campioni di tessuto, che può essere utilizzata nell’esame del tessuto e, ad esempio, ai fini diagnostici. In questo contesto, gli scienziati prendono in considerazione diversi aspetti, come ad esempio la frequenza o la distribuzione spaziale dei diversi tipi di cellule. Ciò è particolarmente rilevante proprio per la ricerca sul cancro, poiché le cellule tumorali non sono isolate, ma interagiscono strettamente con le cellule immunitarie, i vasi sanguigni e le cellule del tessuto connettivo. La disposizione spaziale di queste cellule può influenzare il decorso di una malattia e l’efficacia di una terapia. A differenza degli esami tradizionali, in cui solitamente vengono analizzate solo poche caratteristiche contemporaneamente, l’imaging multiparametrico consente la caratterizzazione dettagliata di migliaia o addirittura milioni di singole cellule, semplificando così la ricerca e la diagnostica dei tumori.
Tuttavia, l’analisi di queste immagini è complessa: i diversi tipi di cellule devono essere identificati, misurati e contati. Solo allora è possibile esaminare quali cellule presentano anomalie, ad esempio sotto forma di accumuli spaziali. Finora, a tal fine erano necessari diversi programmi e fasi di analisi complesse e personalizzate. Grazie al nuovo software spatialproteomics, presentato dai ricercatori guidati dal primo autore Matthias Meyer-Bender (EMBL) sulla prestigiosa rivista Nature Methods, questa procedura dovrebbe essere notevolmente semplificata in futuro. Il software consente di raggruppare le diverse sezioni di lavoro e accompagna l’analisi delle immagini microscopiche originali.
Nel loro articolo, Matthias Meyer-Bender, il dott. Peter-Martin Bruch (coautore finale, HHU, UKD) e il loro team hanno illustrato il funzionamento del software utilizzando come esempio i linfomi non-Hodgkin a cellule B. Grazie all’utilizzo del software è stato possibile analizzare la distribuzione dei diversi tipi cellulari all’interno di una biopsia. In questo modo, la proteomica spaziale ha potuto fornire un supporto nella distinzione tra linfomi benigni e maligni.
«Programmi di analisi facilmente accessibili sono un presupposto fondamentale affinché le nuove tecnologie di imaging possano essere ampiamente utilizzate. Riducono le barriere tecniche iniziali, migliorano la comparabilità degli esami e facilitano la valutazione riproducibile di dati complessi», spiega il primo autore Meyer-Bender. Bruch aggiunge: «In questo modo, la proteomica spaziale non solo può sostenere la ricerca sui linfomi, ma può essere impiegata in linea di principio per lo studio di diverse patologie tumorali, processi infiammatori e altri tessuti complessi».
Bruch considera un successo particolare la collaborazione interdisciplinare tra l’HHU, l’UKD e l’EMBL. «Siamo riusciti a coniugare le competenze cliniche e sperimentali di Düsseldorf con l’esperienza metodologica dell’EMBL in materia di bioinformatica, scienza dei dati e sviluppo di software. Questa stretta collaborazione è stata determinante per creare uno strumento che fosse sia tecnicamente potente sia orientato a specifiche questioni biologiche e mediche», afferma con soddisfazione Bruch.
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