I biologi cellulari hanno utilizzato una nuova tecnica di microscopia a super risoluzione per poter osservare per la prima volta reazioni a livello molecolare.

In un articolo pubblicato su Segnalazione scientifica , un team dell'Università di Reading e della Goethe University di Francoforte ha utilizzato una nuova tecnica di microscopia ottica a super risoluzione per vedere come i recettori Toll-Like (TLR), che agiscono come circuiti elettrici molecolari per controllare il flusso di segnali a una cellula. Il team ha esaminato come un processo, chiamata dimerizzazione, decide tra la vita e la morte delle cellule e regola la risposta immunitaria.

Il livello di dettaglio raggiunto dalla supermicroscopia non è ancora sufficiente per rendere visibili singole molecole recettoriali in un minuscolo dimero proteico, così i ricercatori hanno sviluppato un sofisticato metodo di analisi per migliorare il segnale ottico. In questo modo sono stati in grado di "ingrandire" le immagini a super risoluzione ed esaminare se TLR4 fosse presente come monomero o dimero. I ricercatori potrebbero anche rilevare se i segnali chimici di diversi agenti patogeni hanno modulato i modelli dei recettori.

100 volte più zoom

Dottor Darius Widera, un biologo cellulare dell'Università di Reading ha detto:

"Utilizzando questa nuova entusiasmante tecnica siamo stati in grado di osservare un particolare recettore Toll-like, TLR4, effettuare per la prima volta la dimerizzazione a livello molecolare. Questo processo è stato osservato solo indirettamente, e vedere le immagini che fornisce la nuova tecnica microscopica è molto eccitante. Il processo ci ha permesso di ingrandire i TLR a oltre 100 volte la potenza di un microscopio standard per fornire informazioni incredibilmente dettagliate sull'aspetto del processo".

Dottor Graeme Cottrell, un biochimico dell'Università di Reading ha detto:Sappiamo che questi TLR sono in grado di controllare il destino di una cellula formando una molecola di dimero. Accendendo e spegnendo come un interruttore della luce, inviano segnali che possono combattere i batteri nocivi, virus e simili quando interagiscono. In questo nuovo studio, abbiamo osservato come la presenza di un segnale chimico da diversi patogeni portasse a una risposta diversa da TLR4, cosa che non saremmo stati in grado di fare senza la nuova tecnica della super-risoluzione."

Trattare le cellule tumorali del cancro

Tutte le cellule del corpo umano comunicano inviando e ricevendo segnali chimici. Il riconoscimento di questi segnali è ottenuto da proteine ​​specializzate sulla superficie cellulare chiamate recettori. Questi recettori agiscono come interruttori molecolari che convogliano segnali dalla superficie in risposte biologiche che possono essere diverse come la sopravvivenza o la morte cellulare.

Precedenti studi condotti dal consorzio composto dai gruppi di ricerca guidati dal dott. Widera, Dr Cottrell (entrambi dell'Università di Reading, Facoltà di Farmacia) e il Prof Heilemann (Goethe University Francoforte, Germania) hanno anche dimostrato che l'attivazione del TLR4 da parte di diversi segnali chimici può indurre la proliferazione delle cellule tumorali del cervello o portare alla morte controllata di queste cellule tumorali.

Il professor Mike Heilemann dell'Istituto di chimica fisica e teorica dell'Università Goethe di Francoforte ha dichiarato:

"È concepibile che questo approccio ci aiuterà in futuro a comprendere meglio i processi biologici fondamentali che regolano il sistema immunitario in salute e malattia. Allo stesso tempo, questo metodo di microscopia è applicabile anche ad altre proteine ​​di membrana e a molte domande simili".