La Medicina Funzionale non è solo stile di vita, o
ricerca di equilibri, ma soprattutto conoscenza. Conoscenza dei meccanismi più
intimi che regolano il funzionamento a livello cellulare e quindi
dell’organismo.
Per questo motivo è importante anche segnalare come
le biotecnologie siano di grande aiuto, consentendoci, di giorno in giorno, di
aggiungere piccoli o grandi elementi al puzzle della vita.
La conoscenza diventa scienza e viene tradotta in
pratica clinica.
Per questo motivo mi sembra importante segnalare
questa nuova acquisizione, che sarà strumento operativo nei prossimi anni,
consentendoci di avere “informazioni funzionali” a livello di espressione dei
geni e dei loro prodotti.
Un gruppo
di ricercatori dell’ETH Zurich’s
Department of Biosystems Science and Engineering a Basilea ha
scoperto un nuovo meccanismo di come le proteine fluorescenti possono
cambiare colore.
Le proteine fluorescenti, in ricerca biomedica, sono
utilizzate per numerosi scopi: per rendere visibili al microscopio processi
dinamici come l’espressione di un gene, intere cellule, specifiche strutture
cellulari o singole molecole. In natura, queste proteine si trovano in alcune
specie di meduse e coralli.
La nuova tecnica
di microscopia messa a punto da questi ricercatori permette per la prima volta
di visualizzare selettivamente le singole cellule all'interno del complesso
tessuto tridimensionale di un organismo vivente. I ricercatori sono quindi
riusciti a catturare delle immagini microscopiche spettacolari nel sistema
nervoso di una larva zebrafish, un ottimo organismo modello molto usato in
ricerca anche perché ha gli embrioni trasparenti, ideali per l'osservazione di numerosi aspetti biologici.
In quest’immagine si vedono i motoneuroni del midollo
spinale e, allo stesso tempo, un singolo neurone con tutte le sue estensioni è
evidenziato in un altro colore.
Questo gruppo ha lavorato con una classe speciale
di proteine fluorescenti che cambiano colore quando irradiati con luce laser a
una specifica lunghezza d'onda. Una di queste 'proteine camaleonte' si chiama
Dendra 2, ed emette luce verde quando illuminata con luce blu. L'emissione di
Dendra 2 diventa rossa quando viene irradiata da un’intensa luce laser ultravioletta
(UV).
In particolare, i ricercatori hanno scoperto che Dendra
2 emette in rosso anche quando la proteina è irradiata contemporaneamente sia dalla
luce blu che rossa. Quindi è sufficiente
usare un’illuminazione a doppio colore (blu-rosso) a bassa intensità di luce
laser, che non danneggia le cellule vive come l’irradiazione UV, per ottenere il
cambio di colore.
Il gruppo di ricerca ha dimostrato che, quando
utilizzati singolarmente, i due raggi laser non possono cambiare il colore di
una proteina camaleonte. Ma quando i due fasci sono combinati e diretti in modo
che si incontrino in un certo punto sull'oggetto, allora le proteine messe a
fuoco cambiano colore. Al contrario, le proteine che non sono attivate
contemporaneamente dai due laser mantengono il loro colore originale.
Per la prima volta, la scoperta di questi
ricercatori consente di evidenziare con un colore una singola cellula o un gruppo
di molecole situate nella zona d’interesse di un organismo vivente, mentre
tutte le altre cellule o molecole attorno rimangono visibili con un altro
colore.
I ricercatori hanno sviluppato un filtro colorato
semplice e poco costoso, che può essere utilizzato con i convenzionali
microscopi confocali. Quando montato tra la sorgente laser e l'oggetto, il
filtro divide la luce laser in fascio blu e rosso separati che sono diretti su
un piccolo punto focale sull'oggetto.
Per approfondire
In vivo
single-cell labeling by confined primed conversion
Dempsey et al. Nature Methods 2015
Buona
salute!
Dott.ssa
Chiara Saggioro, BSc, PhD
