Il globulo rosso è una lente d’ingrandimento

Una tecnica sviluppata dai ricercatori dell’Istituto di cibernetica del Cnr di Pozzuoli in collaborazione con l’Istituto italiano di tecnologia a Napoli dimostra che i globuli rossi possono essere considerati

come microscopiche lenti con proprietà quali ingrandimento e lunghezza focale variabile. La ricerca, pubblicata su Nature Communications, prevede importanti applicazioni in campo bio-medico
I globuli rossi possono essere considerati come delle microscopiche lenti con ben definite proprietà quali ingrandimento e lunghezza focale variabile, proprio come una macchina fotografica con lo zoom. È la nuova scoperta realizzata presso i laboratori dell’Istituto di cibernetica del Consiglio nazionale delle ricerche (Icib-Cnr) di Pozzuoli da un gruppo di ricercatori che fa capo al direttore Pietro Ferraro, in collaborazione con il Centre for Advanced biomaterials for health care dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit) a Napoli diretto da Paolo Netti. L’articolo è stato pubblicato su Nature Communications.

“I globuli rossi hanno una struttura interna più semplice rispetto alle altre cellule che compongono l’organismo. Essenzialmente sono costituite da un involucro che contiene un liquido con caratteristiche fisico-chimiche omogenee. Per assolvere alla loro funzione devono essere molto elastiche, così da attraversare vasi sanguigni e capillari”, spiegano Lisa Miccio e Francesco Merola dell’Icib-Cnr. “Semplicità strutturale ed elasticità ci hanno portato a immaginare un’analogia con le lenti liquide, strumenti d’avanguardia capaci di cambiare la distanza di messa a fuoco tramite la curvatura della superficie del liquido. Nel caso del globulo rosso, la variazione della ‘focale’ viene indotta da quella di forma del suo involucro: come un palloncino pieno di liquido che può essere leggermente schiacciato e rilasciato”.

Impiegare i globuli rossi come ‘lenti d’ingrandimento’ permetterà di individuare le patologie del sangue in modo più semplice e veloce. “Una focalizzazione anomala della luce da parte di queste microscopiche lenti biologiche indicherà la presenza di forme patologiche. Richiamando il paragone con il palloncino, una forma spigolosa o falciforme devierà il percorso della luce che lo attraversa in modo diverso rispetto alla forma sferica”, puntualizzano i ricercatori.

“La scoperta potrà portare a nuovi metodi diagnostici in campo biomedico, con tecniche efficaci e a basso costo e strumenti facilmente trasportabili: caratteristiche particolarmente necessarie nei paesi in via di sviluppo che soffrono la mancanza sia di personale qualificato sia di strumentazione all’avanguardia e dove, per alcune malattie come la malaria, è fondamentale la diagnosi precoce”, conclude Pietro Ferraro.

“Inoltre la scoperta permetterà di utilizzare la proprietà d’ingrandimento dei globuli rossi per mettere a fuoco oggetti più piccoli all’interno del corpo umano stesso o in altri organismi viventi”, aggiunge Paolo Netti, coordinatore del Centro dell’Istituto italiano di tecnologia a Napoli. “Il mondo dell’ottica bioispirata, rappresenta una frontiera affascinante e stimolante in vari campi come la bio-microfluidica e l’endoscopia. Infatti, la nostra collaborazione mira proprio alla realizzazione di dispositivi diagnostici miniaturizzati e integrati (lab on chip) a basso costo e di facile impiego”.