Istituto di Cristallografia - CNR

Microscopia a raggi X in scansione a contrasto di scattering (SAXS/WAXS) e assorbimento come strumento diagnostico per biotessuti e patologie

L’imaging strutturale quantitativo e multiscala di biotessuti è realizzato rilevando il contrasto di SAXS/WAXS/assorbimento. La modifica dell’ordine cristallino su scala atomica e nanometrica si correla a condizioni fisiopatologiche delle componenti collagenica e minerale, nonché a processi fondamentali della biomineralizzazione.

Sono stati studiati mediante microscopia SAXS/WAXS in scansione, con sorgenti di radiazione di sincrotrone e/o laboratorio: tessuti corneali patologici affetti da cheratocono; tessuti ossei affetti da nanismo e malattia di Paget; biopsie di aneurismi; tessuti tumorali con microcalcificazioni. Molti tipi di cancro (prostata; seno; tiroide; glioblastoma) formano (micro)calcificazioni, che pertanto rappresentano il “segnale” di una neoplasia benigna o maligna. Diversi studi hanno portato all’attenzione la rilevanza dei dati cristallografici nella diagnosi della malignità. Cruciale è quindi stabilire origine, composizione e struttura cristallina delle calcificazioni, e se e come queste cambiano fra lesioni benigne e maligne, aprendo nuove importanti prospettive diagnostiche e terapeutiche dei tumori che presentano calcificazioni e non solo. La microscopia SAXS/WAXS permette di localizzare e identificare le diverse fasi cristalline ma anche altre componenti presenti nel tessuto indagato, come collagene e miofilamento, utili alla definizione complessiva delle alterazioni strutturali connesse sia a patologie come tumori e aneurismi che manifestano evidenti microcalcificazioni, sia a patologie che manifestano prevalentemente alterazioni della struttura collagenica alla nanoscala come il cheratocono nella cornea.

Lavori di riferimento

– T Sibillano, L De Caro, F Scattarella, G Scarcelli, D Siliqi, D Altamura, M Liebi, M Ladisa, O Bunk, C Giannini, Interfibrillar packing of bovine cornea by table-top and synchrotron scanning SAXS microscopy, J Appl Crystallogr . 2016 Jul 14;49(Pt 4):1231-1239.
– R. Vanna, C. Morasso, B. Marcinn, F. Piccotti, E. Torti, D. Altamura, S. Albasini, M. Agozzino, L. Villani, L. Sorrentino, O. Bunk, F. Leporati, C. Giannini, and F. Corsi. Raman Spectroscopy Reveals That Biochemical Composition of Breast Microcalcifications Correlates with Histopathologic Features. Cancer Res; 80(8) April 15, 2020, 1762-1772.
– Giannini, M. Ladisa, V. Lutz-Bueno, A. Terzi, M. Ramella, L. Fusaro, D. Altamura, D. Siliqi, T. Sibillano, A. Diaz, F. Boccafoschi and O. Bunk. X-ray scanning microscopies of microcalcifications in abdominal aortic and popliteal artery aneurysms. IUCrJ (2019). 6, 267–276.
– C. Giannini, D. Siliqi, O. Bunk, A. Beraudi, M. Ladisa, D. Altamura, S. Stea & F. Baruffaldi. Correlative Light and Scanning X-Ray Scattering Microscopy of Healthy and Pathologic Human Bone Sections. SCIENTIFIC REPORTS, 2012, 2 : 435, DOI: 10.1038/srep00435.