Un nuovo approccio per mappare le cellule del corpo
L’ottenimento di immagini più precise di elementi cellulari è diventato possibile grazie agli ultimi progressi della microscopia ottica. La tecnologia in questione, conosciuta come deplezione mediante emissione stimolata (STED), porta la risoluzione tradizionale di circa 200-300 nm fino addirittura a 30-60 nm. Associando questa con un’altra tecnologia nuova – la microscopia STED a due colori – i ricercatori hanno potuto determinare la posizione degli elementi cellulari con una precisione al livello del nanometro. Il progetto NANOMAP (The synapse nanomap), finanziato dall’UE, ha lavorato per creare una nanomappa cellulare della sinapsi usando la microscopia, cosa che non era possibile con la tradizionale microscopia ottica. Il progetto ha usato la microscopia STED per indicare efficacemente le posizioni dei principali componenti della sinapsi. Più in particolare, il team del progetto ha usato neuroni di ippocampo, che hanno terminali nervosi sinaptici del diametro di 1 micron, per identificare le posizioni delle proteine sinaptiche coinvolte nel rilascio di neurotrasmettitori. Ha osservato anche altri elementi rilevanti come il citoscheletro, i mitocondri e gli endosomi della sinapsi. Usando l’imaging STED, la microscopia elettronica e la modellazione in silico, i ricercatori hanno inizialmente sviluppato una nanomappa di quasi la metà degli elementi cellulari dentro la sinapsi. La nanomappa ha coperto tre diversi sistemi sinaptici, e cioè le sinapsi corticali isolate, le sinapsi ippocampali coltivate e le sinapsi nervo-muscolo nei topi. Le attività del team sono state aiutate dall’uso delle biochimica quantitativa per esaminare i numeri di copie per ognuna di queste proteine. Associando il metodo di Western alla moderna spettrometria di massa, sono stati determinati i numeri di copie per circa 1 200 proteine nelle sinapsi, che rappresentano oltre il 90 % della sinapsi. La nanomappa in 3D così ottenuta è stata quindi concepita in linea con gli obiettivi del progetto, aprendo nuove vie alla ricerca sulla sinapsi. É importante sottolineare anche che il lavoro chiarisce diverse questioni nel campo della neuroscienza, come le correlazioni tra elementi di zona attivi pre e post sinaptici, il recupero delle vescicole sinaptiche e il ruolo degli elementi citoscheletrici nella trasmissione sinaptica. La mappa così ottenuta dovrebbe spronare altri ricercatori a sviluppare nanomappe cellulari più sofisticate, sostituendo le tecniche di frazionamento cellulare per determinare dove si trovano le proteine.
Parole chiave
Mappatura cellulare, sinapsi, microscopia, deplezione mediante emissione stimolata, NANOMAP
