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Primo video 3-D di spermatozoi umani viventi

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Il nuovo sistema di tracciamento - ottenuto grazie alla ricerca svolta dagli Istituti nazionale di ottica e per la microelettronica e microsistemi del Cnr - consentirà la valutazione della motilità e della morfologia 3-D degli spermatozoi. Un valido strumento di aiuto per gli studi sulla infertilità maschile, anche ai fini della fecondazione assistita. La ricerca è pubblicata su Biomedical Optics Express
Per aumentare la probabilità di successo della fecondazione occorre avere informazioni relative alla velocità e alla morfologia degli spermatozoi. Grazie alla ricerca svolta da ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche - Istituto nazionale di ottica (Ino-Cnr) e Istituto per la microelettronica e microsistemi (Imm-Cnr) - in un futuro ormai prossimo i medici potranno disporre di un tracciamento per visualizzare morfologia e movimento degli spermatozoi all’interno di un volume. Il nuovo sistema video 3-D rappresenterà quindi un valido strumento per gli studi sulla infertilità maschile e per future prospettive sulla fecondazione assistita. La ricerca, condotta dal Cnr in collaborazione con Rowland Institute di Harvard di Cambridge (Massachusetts) e Centro di fecondazione assistita di Napoli, è pubblicata su Biomedical Optics Express.
“Gli attuali sistemi di analisi utilizzati per valutare la motilità degli spermatozoi”, spiega Giuseppe Coppola dell’Imm-Cnr di Napoli, “si basano su immagini bidimensionali e quindi non forniscono una informazione completa sul reale e naturale ambiente nel quale si muovono le cellule. La concentrazione e la mobilità degli spermatozoi sono lasciate a valutazioni visuali soggettive o a processi di analisi al computer sempre bidimensionali”.
“Grazie all’acquisizione di una serie progressiva di ologrammi”, aggiunge Giuseppe Di Caprio, anch’egli ricercatore Imm-Cnr attualmente presso il Rowland Institute, “è possibile osservare il movimento degli spermatozoi nello spazio tridimensionale e al contempo individuarne eventuali anomalie di forma o di struttura, consentendo quindi di studiare e comprendere meglio i problemi di infertilità. Gli ologrammi sono registrati con luce laser a potenze tali da evitare danni alle cellule e senza la necessità di marcarli con composti fluorescenti”.
“L’olografia digitale permette appunto la valutazione tridimensionale della morfologia di oggetti microscopici”, conclude Pietro Ferraro dell’Ino-Cnr. “I risultati ottenuti confermano che la tecnica di microscopia olografica tridimensionale è uno straordinario strumento diagnostico che sarà cruciale nel futuro per l’imaging e la diagnostica nel settore delle biotecnologie su piattaforme cosiddette di tipo Lab-on-a-Chip, ovvero laboratori miniaturizzati che nel prossimo futuro sostituiranno i laboratori tradizionali”.


Primo video 3-D per valutare la motilità degli spermatozoi umani viventi.
Giuseppe Di Caprio, Ahmed El Mallahi, Pietro Ferraro, Roberta Dale, Gianfranco Coppola, Brian Dale, Giuseppe Coppola, and Frank Dubois, “4D tracking of clinical seminal samples for quantitative characterization of motility parameters”, Biomed. Opt. Express 5, 690-700 (2014) http://www.opticsinfobase.org/boe/abstract.cfm?URI=boe-5-3-690
P. Memmolo, G. Di Caprio, C. Distante, M. Paturzo, R. Puglisi, D. Balduzzi, A. Galli, G. Coppola, and P. Ferraro, “Identification of bovine sperm head for morphometry analysis in quantitative phase-contrast holographic microscopy”, Opt. Express19(23), 23215–23226 (2011).
F. Merola, L. Miccio, P. Memmolo, G. Di Caprio, A. Galli, R. Puglisi, D. Balduzzi, G. Coppola, P. Netti, and P. Ferraro, “Digital holography as a method for 3D imaging and estimating the biovolume of motile cells”, Lab Chip13(23), 4512–4516 (2013).

 

 

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