Una descrizione cartografica 3D della cellula mediante tomografia a raggi X Cryo Soft

Le tecniche di imaging sono fondamentali per comprendere l'organizzazione cellulare e i macchinari nella ricerca biologica e nei campi correlati. Tra queste tecniche, la tomografia criomosa morbida a raggi X (SXT) consente di imaging di intere cellule crio-conservate nell'intervallo di energia a raggi X della finestra dell'acqua (284-543 eV), in cui le strutture in carbonio hanno un assorbimento intrinsecamente superiore rispetto all'acqua, consentendo la ricostruzione 3D del coefficiente di assorbimento lineare del materiale contenuto in ciascun voxel. Le informazioni strutturali quantitative a livello di intere celle fino a 10 μm di spessore sono quindi realizzabili in questo modo, con un elevato throughput e una risoluzione spaziale fino a 25-30 nm di mezzo passo. Cryo-SXT si è dimostrato rilevante per l'attuale ricerca biomedica, fornendo informazioni 3D sui processi di infezione cellulare (virus, batteri o parassiti), cambiamenti morfologici dovuti a malattie (come le malattie genetiche recessive) e aiutandoci a comprendere l'azione dei farmaci a livello cellulare o localizzando strutture specifiche nell'ambiente cellulare 3D. Inoltre, sfruttando la lunghezza d'onda sintonizzabile presso gli impianti di sincrotrone, la spettromicroscopia o la sua controparte 3D, la spettrotomografia, può essere utilizzata anche per visualizzare e quantificare elementi specifici nella cellula, come il calcio nei processi di biomineralizzazione. Cryo-SXT fornisce informazioni complementari ad altre tecniche di imaging biologico come la microscopia elettronica, la fluorescenza a raggi X o la fluorescenza a luce visibile ed è generalmente utilizzato come metodo partner per l'imaging correlato 2D o 3D in condizioni criogeniche al fine di collegare funzione, posizione e morfologia.