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.
Parole chiave
Acquisizione di immagini, nanoparticelle, sistema nervoso, neurone, NMDAR, ippocampo, punto quantico, nanotubo, nanosonda
