Una nuova tecnica per rilevare cambiamenti metabolici nelle cellule

Cellule cerebrali di topo
Cellule cerebrali di topo

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Communications” descrive una nuova tecnisa sviluppata per ottenere immagini molto dettagliate in scale piccolissime di ciò che avviene all’interno di cellule viventi. Un team di ricercatori ha combinato l’uso di acqua pesante come tracciante con la tecnica conosciuta come scattering Raman stimolato per riuscire a ottenere immagini di attività metaboliche. L’idea è di utilizzarlo a fini medici, completando altri esami, e di ricerca biologica.

Vari esami come risonanza magnetica e TEP possono fornire informazioni metaboliche in modo non invasivo e sono utili a vari tipi di diagnosi medica, tuttavia hanno alcuni limiti. Per poterli superare, un team di ricercatori della Columbia University ha sviluppato un tipo di esame in grado di mostrare dettagli finora impossibili con le normali tecniche in uso.

L’acqua pesante, in cui il deuterio sostituisce l’isotopo di idrogeno più comune, è già usata a volte come tracciante in certi tipi di analisi ma in questo caso è stata usata assieme alla tecnica dello scattering Raman stimolato (in inglese stimulated Raman scattering, SRS), che permette di creare una scansione laser. Gli esseri umani possono tollerare piccole quantità di acqua pesante, che viene incorporata in proteine, lipidi e DNA, dove il deuterio forma legami chimici con il carbonio.

La nuova tecnica si basa sul fatto che quei legami vibrano a frequenze variabili quando vengono colpiti dalla luce, permettendo di identificare il tipo di molecola perché ognuna di esse ha una sorta di firma chimica. Un laser SRS permette di generare quelle vibrazioni, che possono essere registrate in dettagli microscopici.

Testando questa tecnica che associa laser SRS e deuterio come marcatore, i ricercatori hanno osservato che le cellule cerebrali dei topi in via di sviluppo si ingrassano rapidamente in un processo chiamato mielinizzazione. L’immagine (Cortesia Min lab/Columbia. Tutti i diritti riservati) mostra a destra cellule cerebrali di topo di 5 giorni senza mielinizzazione e a sinistra cellule cerebrali di topo di 11 giorni con mielinizzazione. La capacità di rilevare la mielinizzazione normale e anormale potrebbe aiutare a rilevare lesioni alla testa e monitorare la progressione della sclerosi multipla.

Ci sono molte altre possibilità di utilizzo di questa tecnica, dalla rilevazioni di infortuni interni a malattie del metabolismo e dello sviluppo fino alla diagnosi precoce di tumori. Identificare con precisione le cellule tumorali aiuterebbe a trovare modi di colpirle con maggiore efficacia e minori effetti collaterali. In sostanza, nei prossimi anni ci potrebbe essere un nuovo strumento per ricerche biologiche e per gli esami medici.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *