Il Centro di Microscopia Avanzata svolge un’attività trasversale ai laboratori del Dipartimento di Medicina Molecolare mirata all’identificazione e alla caratterizzazione delle lesioni morfologico-ultrastrutturali associate a diverse patologie con l'obiettivo di valutare l'efficacia di nuovi trattamenti sia farmacologici che basati su nuove terapie quali le terapie cellulari, geniche, immunoterapie e nanoterapie.
Questa attività si applica sia allo studio di campioni derivati da modelli sperimentali di malattie renali, in vitro e in vivo, sia a campioni bioptici di pazienti coinvolti in studi clinici o provenienti dall’Azienda Socio-Sanitaria Territoriale (ASST) Papa Giovanni XXIII di Bergamo in rapporto ad una precisa convenzione.
SEM - Microscopio Elettronico a Scansione GeminiSEM 360 Zeiss
Il microscopio elettronico a scansione (SEM) è uno strumento ad alta risoluzione che utilizza un fascio di elettroni per ottenere immagini tridimensionali estremamente dettagliate della superficie di un campione, con una risoluzione fino a 1.2 nanometri. L’applicazione di tecniche SEM avanzate è funzionale alla caratterizzazione morfologico-ultrastrutturale delle lesioni presenti nei campioni ottenuti da pazienti affetti da diverse patologie renali (sia a decorso cronico che rare) e in campioni provenienti da modelli sperimentali e permette di comprendere i meccanismi di danno coinvolti nella progressione della patologia e di conseguenza valutare al meglio l’efficacia di trattamenti farmacologici. Il Centro ha sviluppato tecniche SEM innovative applicabili sia a campioni umani che sperimentali. L’utilizzo di un detector non convenzionale ha permesso la caratterizzazione di nuove strutture anatomiche, i pori di filtrazione glomerulare, che svolgono un ruolo cruciale nella funzionalità renale. La valutazione della loro dimensione rappresenta oggi un indicatore importante per determinare l’efficacia di trattamenti farmacologici. L'analisi al SEM di biopsie renali di pazienti diabetici ci ha permesso inoltre di dimostrare che nelle fasi avanzate della malattia, la perdita dei podociti, cellule specializzate cruciali per la filtrazione renale contribuisce allo sviluppo della sclerosi glomerulare e spiega, almeno in parte, l'incapacità delle attuali terapie di arrestare il declino della funzione renale.
TEM - Microscopio Elettronico a Trasmissione FEI Morgagni 268D
Il centro è dotato di un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) FEI Morgagni 268D, uno strumento ad alta risoluzione utilizzato, sia in ambito clinico che sperimentale, per la caratterizzazione morfologico-ultrastrutturale delle lesioni associate a diverse patologie, incluse quelle rare, con il fine di identificare farmaci in grado di rallentarle o addirittura di indurne la regressione. Grazie alla sua capacità di fornire immagini ad altissima risoluzione, il TEM è particolarmente utile per l’analisi di campioni bioptici di pazienti come supporto diagnostico. Attraverso l’analisi ultrastrutturale di campioni provenienti da modelli sperimentali di nefropatia diabetica, glomerulonefrite autoimmune rapidamente progressiva e glomerulopatia mediata da complemento, è stato possibile identificare mediatori e meccanismi che portano alla progressione della malattia renale verso l'insufficienza terminale. Queste analisi hanno permesso di valutare l’efficacia di farmaci come gli inibitori del trasportatore sodio-glucosio nella malattia renale diabetica e non diabetica. L’analisi ultrastrutturale di organelli cellulari, come i mitocondri, ha reso possibile lo studio di patologie associate allo stress ossidativo e ha contribuito ad approfondire il ruolo delle sirtuine nei processi di invecchiamento. La possibilità di osservare cellule a livello ultrastrutturale ha consentito di condurre ricerche sul virus SARS-CoV-2 durante la pandemia.
MICROSCOPI A FLUORESCENZA
Il centro è dotato di un microscopio confocale e 3 microscopi a fluorescenza all’avanguardia equipaggiati per permettere l’analisi di ogni tipo di preparato. Il microscopio confocale Leica SP8 è lo strumento d’elezione per l’acquisizione di immagini in fluorescenza ad alta qualità. Grazie all’elevata sensibilità dei detector HyD, è possibile studiare la localizzazione di proteine con alta precisione e studiare l’interazione di proteine anche poco espresse all’interno di cellule, tessuti ed in preparati tridimensionali come gli sferoidi e in organismi modello quali lo zebrafish. I microscopi a fluorescenza Zeiss, sia diritto che rovesciato, sono utili per acquisire in fluorescenza campioni di tessuto e di cellule sia su piastre che su vetrino. Entrambi sono dotati della tecnologia ApoTome.2, che minimizzando la luce proveniente dai piani fuori fuoco, permette di ottenere immagini ad alta qualità anche nelle ricostruzioni 3D di campioni più spessi. Abbiamo inoltre un terzo microscopio Zeiss rovesciato con camera termostatata e controllo della CO2, particolarmente adatto ad effettuare esperimenti in time-lapse su campioni vitali.
International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation.
