Migliorare la risoluzione dell’acquisizione di immagini del cervello
Nel sistema nervoso, i neuroni comunicano reciprocamente o con altri tipi di cellule attraverso strutture specializzate denominate sinapsi. Nelle sinapsi, i segnali elettrici vengono convertiti in segnali chimici, tramite l’azione di neurotrasmettitori e dei loro recettori. Da prove recenti emerge che i recettori di neurotrasmettitori si propagano all’interno e al di fuori delle sinapsi, determinando un cambiamento radicale del modo con cui comprendiamo la trasmissione sinaptica e l’adattamento. L’obiettivo primario del progetto DEEPNMDAR (Deep brain tissue imaging of glutamate NMDAR), finanziato dall’UE, riguardava lo studio della diffusione superficiale del recettore del glutammato N-metil-D-aspartato (NMDAR). I ricercatori intendevano studiare il NMDAR in sezioni ippocampali intatte nel loro ambiente nativo. A tale scopo, hanno espresso NMDAR ingegnerizzato nell’ippocampo di ratto. Per superare il rumore di fondo associato all’acquisizione di immagini a singola molecola, si sono serviti di nanoparticelle come sonde immaginografiche. Vari tipi diversi di nanoparticelle sono stati sintetizzati come punti quantici e nanotubi, che sono stati sottoposti a modifiche chimiche in modo da reagire con singole molecole nelle cellule del cervello. Riveste particolare importanza che gli scienziati abbiano dedicato una cura particolare a evitare la tossicità cellulare. Alla fine, hanno selezionato nanoparticelle con buone proprietà ottiche e hanno ottimizzato le condizioni necessarie per il tracciamento di singoli recettori nelle sezioni del cervello. La fase successiva del progetto ha comportato i test in vivo di tali nanosonde in animali da esperimento. In particolare, gli scienziati sono riusciti a tracciare singoli nanotubi in carbonio in fettine acute del cervello, che hanno portato a un’estesa caratterizzazione dello spazio extracellulare del cervello. Nel complesso, le attività compiute da DEEPNMDAR sono riuscite a dimostrare le potenzialità delle nanosonde, in relazione all’acquisizione di immagini del cervello a livelli di risoluzione senza precedenti. Le informazioni generate da questa sensibile tecnica favoriranno la descrizione di molti processi precedentemente ignoti.
