Ora, i ricercatori dell’Università della California, a Santa Barbara, hanno sviluppato un nuovo modo per studiare le ciglia utilizzando la microscopia ad alta velocità. I loro risultati, pubblicati sulla rivista eLife, forniscono nuove informazioni sui meccanismi delle ciglia e su come generano movimento.
"Le ciglia sono queste piccole strutture simili a capelli che sporgono dalla superficie delle cellule", ha detto Melissa Zhang, la prima autrice dello studio e studentessa laureata presso il Dipartimento di Biologia Molecolare, Cellulare e dello Sviluppo presso l'UC Santa Barbara. "Sono davvero importanti per molte funzioni diverse, ma non comprendiamo appieno come funzionano."
Una delle sfide principali nello studio delle ciglia è che sono molto piccole, in genere lunghe solo pochi micrometri. Ciò rende difficile vederli chiaramente utilizzando le tradizionali tecniche di imaging. Per superare questa sfida, Zhang e i suoi colleghi hanno utilizzato un tipo specializzato di microscopia ad alta velocità chiamata microscopia a contrasto di interferenza differenziale (DIC).
La microscopia DIC utilizza la luce polarizzata per creare un'immagine ad alto contrasto del campione. Ciò ha permesso ai ricercatori di visualizzare le ciglia in modo molto più dettagliato di quanto fosse possibile in precedenza.
Oltre a utilizzare la microscopia DIC, i ricercatori hanno anche sviluppato un nuovo modo per preparare le ciglia per l'imaging. Hanno usato una tecnica chiamata microscopia di localizzazione fotoattivata a super risoluzione (PALM) per etichettare le ciglia con molecole fluorescenti. Ciò ha permesso loro di monitorare il movimento delle ciglia nel tempo.
Utilizzando queste nuove tecniche, i ricercatori sono stati in grado di fare diverse importanti scoperte sulle ciglia. Hanno scoperto che le ciglia sono costituite da una serie di unità ripetitive chiamate assonemi. Ogni assonema è costituito da un doppietto di microtubuli, ovvero una coppia di microtubuli collegati tra loro.
I ricercatori hanno anche scoperto che le ciglia si muovono in modo ondulatorio. Le onde sono generate dai doppietti di microtubuli, che si piegano e si raddrizzano in modo coordinato.
"Siamo stati in grado di vedere che le ciglia si muovono in un modo molto specifico", ha detto Zhang. "Si piegano e si raddrizzano secondo uno schema ondulatorio, e questo è ciò che genera il movimento del fluido."
Le scoperte dei ricercatori forniscono nuove informazioni sulla meccanica delle ciglia e sul modo in cui generano movimento. Ciò potrebbe portare a una migliore comprensione di una varietà di malattie associate alla disfunzione delle ciglia, come la discinesia ciliare primaria (PCD) e la malattia del rene policistico (PKD).
