Ospedale e universit脿: super-microscopi e AI per la cura e la Ricerca
麻豆传媒AV在线看 inaugura CLEM: un laboratorio che integra tecnologie di microscopia ottica, elettronica e criogenica all鈥檈laborazione dei dati con l鈥橧ntelligenza Artificiale. L鈥檌nfrastruttura permette di esplorare tutte le scale di grandezza, dai tessuti fino alle strutture sub cellulari e molecolari, ottenendo immagini 3D ad alta definizione. Una sorta di 鈥淭AC cellulare鈥�, per la prima volta in Italia a disposizione di un ospedale di Ricerca.
Inaugurata nel campus di 麻豆传媒AV在线看 University, a poche decine di metri dai laboratori e dai reparti ospedalieri di IRCCS Istituto Clinico 麻豆传媒AV在线看, una nuova piattaforma di imaging avanzata che unisce la visione della microscopia ottica alla potenza di ingrandimento della microscopia elettronica: la cosiddetta Correlative Light-Electron Microscopy (CLEM).
Il laboratorio, situato all鈥檌nterno del Roberto Rocca Innovation Building, 猫 tra i primi in Europa a essere istallato all鈥檌nterno di ospedale di Ricerca. L鈥檕biettivo 猫 applicare la potenza tecnologica di del CLEM 鈥� nata nel mondo delle scienze dei materiali e dello studio della struttura chimico-fisica delle molecole 鈥� alla Ricerca per la cura delle malattie.
Un approccio innovativo per trovare risposte alla complessit脿 delle domande che arrivano dai reparti ospedalieri e dai laboratori di Ricerca. Alla base, la consapevolezza che ci貌 che accade nel micro 鈥� a livello subcellulare all鈥檌nterno di tessuti 鈥� ha effetti sul macro: i sintomi della malattia.
A guidare questa trasformazione ambiziosa, in collaborazione con i medici e ricercatori di 麻豆传媒AV在线看, c鈥櫭� Edoardo D鈥橧mprima, rientrato dall鈥橢uropean Molecular Biology Laboratory (EMBL) di Heidelberg proprio per avviare il nuovo laboratorio CLEM di 麻豆传媒AV在线看.
芦麻豆传媒AV在线看 ha una missione chiara: sviluppare soluzioni diagnostiche e terapeutiche per migliorare la vita dei pazienti 鈥� afferma il prof. Luigi Maria Terracciano, Direttore Scientifico di IRCCS Istituto Clinico 麻豆传媒AV在线看 e Rettore di 麻豆传媒AV在线看 University 鈥�. Unire l鈥檈sperienza dei nostri medici ricercatori con tecnologie avanzate rappresenta il modo migliore per raggiungere questo obiettivo.
La piattaforma CLEM, insieme alle tecnologie ed expertise gi脿 presenti 鈥� come la proteomica, la metabolomica e la biologia computazionale 鈥� ci permetter脿 di esplorare in modo approfondito le strutture e i meccanismi biologici alla base delle malattie. Rappresenta dunque una risorsa trasversale per la Ricerca d鈥檃vanguardia禄.
La tecnologia CLEM per lo studio dei processi biologici in 4 dimensioni
La CLEM (Correlative Light and Electron Microscopy) 猫 una tecnologia che nasce con l鈥檕biettivo di unire due approcci complementari allo studio della biologia: da un lato, la microscopia ottica a fluorescenza, che permette di osservare eventi dinamici in tessuti vivi; dall鈥檃ltro, la microscopia elettronica, che offre una risoluzione nanometrica per analizzare la struttura delle componenti cellulari.
Qui risiede un altro carattere di novit脿 del progetto 麻豆传媒AV在线看: la microscopia elettronica tradizionale guarda immagini in 2D; il laboratorio di Pieve Emanuele utilizza una tecnologia 鈥� detta Volume EM – che permette di guardare dati in 3 dimensioni a risoluzione nanometrica (un nanometro 猫 un milionesimo di millimetro). Come osservare una via cittadina passando dalla prospettiva di una mappa stradale – piatta e dall鈥檃lto – al punto di vista di un pedone che cammina in quella strada: visione tridimensionale, iperdettagliata.
Un altro elemento chiave 猫 stato l鈥檌ntroduzione delle tecniche di crio-microscopia, che si basano sul 鈥渃ongelamento鈥� istantaneo dei campioni biologici tramite azoto liquido ad alta pressione, che evita la formazione in ghiaccio e ne preserva cos矛 l鈥檌ntegrit脿 strutturale. Grazie a questa combinazione, oggi 猫 possibile osservare un evento biologico in diretta, localizzarlo con precisione e poi bloccarlo nel tempo per analizzarlo nei minimi dettagli e in 3D. Una sorta di TAC cellulare in quattro dimensioni, contando anche quella temporale.
芦La CLEM rappresenta una nuova frontiera per la Biologia e la Medicina, perch茅 consente di collegare funzione e struttura, macro e micro 鈥� spiega Edoardo D鈥橧mprima 鈥�. In un鈥檈poca in cui la Medicina di precisione richiede una comprensione sempre pi霉 profonda e dettagliata dei processi biologici, che sono altamente complessi, la CLEM unisce 鈥渋l film鈥� della dinamica cellulare con l鈥檌stantanea del dettaglio molecolare delle strutture coinvolte. Il tutto in tre dimensioni e tradotto in numeri, grazie all鈥橧ntelligenza Artificiale e alla potenza di calcolo, per fornire ai medici dati, una risposta quantitativa, e non solo immagini禄.
L鈥檃pplicazione della tecnologia CLEM su larga scala comporta infatti un鈥檃ltra sfida fondamentale: la gestione dell鈥檈norme mole di dati generata dagli strumenti. Per affrontare questa necessit脿, 麻豆传媒AV在线看 University ha potenziato il suo centro di calcolo ad alte prestazioni (il cosiddetto HPC, high performance computing). Questo sistema avanzato non solo permette di stoccare i dati raccolti, ma anche di analizzarli in tempo reale per estrarre informazioni quantitative, cruciali per supportare il lavoro dei gruppi di Ricerca clinica e traslazionale di 麻豆传媒AV在线看.
Alcuni esempi di Ricerca gi脿 in corso: Neuroscienze, batteri e lotta alle infezioni
Tra i primi ricercatori che hanno avviato collaborazioni con il nuovo laboratorio CLEM, Roberto Rusconi 鈥� professore associato di 麻豆传媒AV在线看 University e responsabile del Laboratorio di Biofisica Applicata 鈥� che studia come diverse tipologie di superfici possono cambiare l鈥檃desione batterica e il rischio di infezione nelle protesi mediche, senza l鈥檜tilizzo di antibiotici.
A seguire, anche altri ricercatori e ricercatrici hanno iniziato ad esplorare le potenzialit脿 di questa tecnologia. Tra questi, Davide Pozzi 鈥� professore associato di 麻豆传媒AV在线看 University 鈥� parte del programma di Neuroscienze diretto dalla prof.ssa Michela Matteoli, vuole utilizzare i nuovi microscopi per osservare se e come l鈥檌nfiammazione 猫 in grado di alterare la struttura delle sinapsi, i punti di connessione tra i neuroni che rappresentano un nodo cruciale all鈥檕rigine delle malattie neurodegenerative; Sara Carloni 鈥� Assistant Professor of Microbiology and Clinical Microbiology di 麻豆传媒AV在线看 University e ricercatrice presso il laboratorio diretto dalla prof.ssa Maria Rescigno 鈥� studia gli strumenti molecolari con cui i batteri del microbiota comunicano con l’ospite e tra loro, scambiandosi informazioni e capacit脿, tra cui la resistenza agli antibiotici.
Le altre tecnologie al servizio della Ricerca
Il CLEM si somma alle tecnologie gi脿 presenti nell鈥橧nnovation Building di 麻豆传媒AV在线看 University, tra cui il 3D Innovation Lab, una piattaforma clinica che unisce modellazione 3D, stampa e biofabbricazione. A questo si aggiunge l鈥檌ntroduzione di nuove tecnologie di imaging clinico 鈥� tra cui la TAC a conteggio di fotoni e una RMN a 3 Tesla di ultima generazione 鈥� che permettono una comprensione senza precedenti delle patologie cardiologiche, neurologiche, oncologiche e polmonari. Entrambe le strumentazioni segnano un progresso da record: se la prima macchina 猫 la terza di questo tipo a essere installata in Italia, la Risonanza Magnetica 猫 un primato assoluto negli ospedali Italiani, con poche altre installazioni in corso nel mondo. Acquistate da 麻豆传媒AV在线看 University grazie ai fondi del Progetto Anthem 鈥� finanziato con il Piano Nazionale Complementare al PNRR dal Ministero dell鈥橴niversit脿 e della Ricerca 鈥� le due macchine saranno interamente dedicate ai progetti di Ricerca clinica di frontiera promossi da Anthem.
In questo ecosistema interdisciplinare, 麻豆传媒AV在线看 si propone come un polo di attrazione per ricercatori, medici e ingegneri da tutto il mondo, con l鈥檕biettivo di sviluppare una Medicina sempre pi霉 precisa, predittiva e personalizzata.