Un crostaceo può rilevare la presenza dei tumori grazie alla sua “supervista”. E’ la canocchia pavone

Se dovessimo ritrovarci davanti a un simpatico gamberetto colorato dovremmo assicurarci di non essere al cospetto della Canocchia pavone. L’unica cosa che ci rimane da fare è allontanare mani e piedi da lui. Nello specifico questo gamberetto sferra dei colpi con le sue chele davvero formidabili. Impiega una forza 100 volte maggiore della sua stazza, riuscendo a rompere ossa, vetri e gusci di animali più grandi di lui. A trarci in inganno sono sicuramente i suoi spettacolari colori arcobaleno. Per rompere i gusci delle sue vittime utilizza gli arti raptatori come fossero clave, con le quali sferrare ganci mortali. Il piccolo stomatopode ha arti lunghi dai 3 ai 18 cm di lunghezza e possiede appendici a martello lunghe appena 5 mm che possono sferrare dei colpi micidiali alla velocità di 23 m/s e 500 Newton.

Un team di ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dell’Università di Harvard ha analizzato le appendici al microscopio elettronico, scoprendo che la loro efficacia dipende non solo dal materiale che le costituisce, ma anche dalla sapiente disposizione dei vari strati che le compongono. Lo strato più esterno, quello più a rischio fratture, è formato da cristalli di idossiapatite, un minerale che è anche tra i componenti principali delle ossa.

Lo strato intermedio prevede invece un’alternanza di fibre di chitosano, un polisaccaride tipico dell’esoscheletro dei crostacei, disposte a strati alternati per attutire i colpi ed evitare a eventuali fratture di estendersi. Lo strato più interno, a minore contenuto di minerali, è più soffice e ha la funzione di assorbire l’energia liberata dai colpi.

Di cosa parla la ricerca nello specifico?

Ma parliamo ora più nello specifico della straordinaria scoperta che hanno fatto gli scienziati dell’Università di Queensland. Sembra che lo stomatopode abbia una vista eccezionale! Il team di scienziati, infatti, ha pensato di utilizzare il sistema visivo dei crostacei per visualizzare l’attività del cervello e rilevare la presenza di tumori.

Come gli occhi degli insetti anche quelli degli stomatopodi sono formati da migliaia di ommatidi all’interno di cellette che formeranno, nello stesso modo in cui è composta una margherita, l’occhio. Ogni occhio e’ suddiviso in tre zone, e ogni zona ha un punto focale, quella che chiameremmo pupilla se si trattasse di un occhio normale. Nel caso degli stomatopodi la visione tridimensionale è leggermente diversa perché nel loro caso ogni occhio focalizza 3 immagini diverse creandone una totale così che  entrambi gli occhi possono guardare in direzioni diverse per cercare prede in angolazioni differenti.

Il lavoro che fanno i nostri occhi in pratica consiste nella identificazione delle sfumature cromatiche dei colori. In pratica nella retina abbiamo delle cellule, i coni, che contengono un pigmento visivo chiamato opsina che ha un picco di sensibilita’ o blu, o rosso o verde. Le informazioni portate al cervello dalle tre opsine colorate vengono elaborate e infine ci viene rivelato il colore con le diverse sfumature e tonalità dell’oggetto in questione.

Nella visione delle canocchie l’elaborazione visiva deve avvenire prima che arrivi al cervello, perche’ una volta che l’input e’ arrivato li’ non puo’ piu’ essere integrato con altre informazioni. Anziche’ quindi confrontare il segnale di 3 opsine e rielabolarlo, in alcune specie di canocchie l’input e’ dato da ben 16 opsine. Una cellula della retina di canocchia contiene ben 6 diversi di opsina, e ogni opsina e’ specializzata nell’individuare una banda cromatica diversa, per cui i colori individuati non saranno più solo rosso, verde e blu ma anche arancio, giallo, untravioletto, infrarosso etc.

Una cosa importante da sapere è che l’acqua polarizza la luce quindi sarà difficile percepire forme e colori attraverso una superficie bagnata come il mare. I nostri occhiali polarizzati che ci permettono di vedere attraverso i fastidiosi riflessi equivalgono agli occhi delle canocchie. Le canocchie sono gli unici animali noti capaci di vedere la luce polarizzata circolare. Questa funzione permetterebbe alle canocchie di comunicare in maniera segreta con-specifici permettendo loro di avvisarli sullo stato di salute, corteggiamento e muta.

Dopo aver valutato la capacità delle canocchie di rilevare la luce polarizzata, i ricercatori hanno tentato di migliorare la tecnologia esistente, prendendo come modello proprio gli occhi dei crostacei.

“La telecamera che abbiamo sviluppato, in stretta collaborazione con gli Stati Uniti e con alcuni scienziati britannici, è in grado di fornire un feedback immediato sulla rilevazione del cancro e, nello stesso tempo, monitorare l’attività delle cellule nervose“, ha detto l’autore dello studio Justin Marshall in un comunicato stampa, aggiungendo che si è in grado di tradurre quelli che sono sino ad oggi “messaggi invisibili” in colore.

Questi nuovi sensori sono importantissimi in oncologia perché riducono la necessità di procedure più invasive, come le biopsie, e possono anche essere utilizzate per guidare in maniera mirata la chirurgia. Inoltre, alcune tecniche di imaging ampiamente utilizzate sono in grado di rilevare solo alcuni tipi di tumore, il che significa che non vi è molto spazio per migliorare. In questo ultimo studio, i ricercatori hanno messo a punto un endoscopio a fluorescenza/polarizzazione, testandolo su cavie già malate di tumore del colon–retto e hanno scoperto che il dispositivo può rilevare correttamente i tumori.

Secondo Marshall, questa ricerca potrebbe migliorare anche le prestazioni di macchine fotografiche degli smartphone così da poter trasformare un cellulare in un dispositivo di sorveglianza personale. Alcuni malati di cancro potrebbero quindi utilizzare il loro telefono cellulare per monitorare i tumori, riducendo l’onere per i sistemi sanitari.

Ci riserviamo il diritto di dire che questa è già una grande scoperta che potrà trovare numerosi impieghi per migliorare la vita di tantissimi pazienti.

B.M