Finanziamento: CNR-UVR AMICO2_PoC, Next Generation EU PoC 2022 – PNRR del MIMIT-UIBM M1 C2 I6 https://www.cnr.it/it/bando-uvr-amico-poc-2022
Durata: Febbraio 2024 – Marzo 2025
Descrizione: CITOM è un progetto di tipo Proof-of-Concept, che mira allo sviluppo di un sistema di citometria a flusso per immagini per analizzare cellule in flusso continuo utilizzando la microscopia olo-tomografica senza marcatori chimici. Infatti, gli attuali citometri a flusso per imaging utilizzano la microscopia a fluorescenza per identificare e studiare gli organelli intracellulari. Tuttavia, la microscopia a fluorescenza è intrinsecamente un metodo di imaging indiretto mediato da agenti chimici, con conseguenti inconvenienti ben noti, come il photobleaching e la phototoxicity. Senza la colorazione è possibile effettuare analisi non distruttive, rapide e prive di sostanze chimiche. L’apparato CITOM e il relativo metodo computazionale per la specificità intracellulare senza marcatori, denominato “Computational Segmentation based on Statistical Inference” (CSSI) ((Brevetto italiano n. 102021000019490, dep. 22/07/2021, Intern. PCT/IB2022/056625, dep . 19.07.2022) mirano a colmare il divario tra la microscopia a fluorescenza e la microscopia di tipo “stain-free” in termini di specificità intracellulare, grazie alla possibilità di identificare gli organelli subcellulari da immagini tomografiche 3D senza utilizzare coloranti chimici.
Per maggiori dettagli
https://www.knowledge-share.eu/it/brevetti/specificita-intracellulare-senza-marcatori
Pirone, D. et al. Stain-free identification of cell nuclei using tomographic phase microscopy in flow cytometry. Nat. Photon. 16, 851–859 (2022). https://doi.org/10.1038/s41566-022-01096-7
Obiettivi e risultati attesi: L’obiettivo principale di CITOM è progettare e implementare un citometro a flusso per imaging olo-tomografiche integrando
- Un microscopio olografico equipaggiato con una telecamera ad alto frame-rate
- Un modulo microfluidico ottimizzato per aumentare il throughput del sistema
- Una versione generalizzata del metodo CSSI per identificare organelli sub-cellulari multipli
In particolare, la combinazione ottimizzata del microscopio olografico e del modulo microfluidico, con l’obiettivo di aumentare il numero di cellule ispezionate al minuto insieme al miglioramento della qualità e della precisione dei dati tomografici, sarà la sfida principale del progetto.
Si prevede di aumentare il livello di maturità della tecnologia da TRL 4 fino a TRL 5.
Team di progetto: Il Team ISASI è composto da Pasquale Memmolo (Responsabile Scientifico del progetto, Primo Ricercatore), Pietro Ferraro e Lisa Miccio (rispettivamente Dirigente di Ricerca e Prima Ricercatrice, con competenze in olografia digitale e tomografia), e Vittorio Bianco (Primo Ricercatore con competenze nell’elaborazione delle immagini e nella visione artificiale).
Totale finanziamento ricevuto: 100.000 €