Le cellule spesso mangiano particelle solide, un processo chiamato fagocitosi. I ricercatori spesso utilizzano nanoparticelle sintetiche per comprendere gli intricati dettagli di questo processo, ma queste non sempre assomigliano agli alimenti di cui le cellule si nutrono in natura. Ora, i ricercatori hanno progettato particelle biologiche di dimensioni e forma controllate che rispecchiano gli alimenti naturali e le hanno combinate con immagini ad alta risoluzione per capire come le cellule si deformano per avvolgere il cibo. I risultati potrebbero far luce su come le cellule assorbono i nutrienti e rispondono agli invasori estranei come i batteri.
Quando si confrontano con una particella da fagocitare, le cellule inviano pseudopodi (estensioni della membrana) per abbracciarla. Quindi chiudono i bordi degli pseudopodi per formare un compartimento delimitato da membrana che racchiude la particella di cibo.
Per vedere questo processo in modo più dettagliato, il team ha sviluppato due tipi di particelle sintetiche che potrebbero essere facilmente distinte utilizzando una tecnica di microscopia ad alta risoluzione nota come microscopia a illuminazione strutturata 3D. Questa tecnica ha consentito ai ricercatori non solo di visualizzare la membrana che avvolge le particelle, ma anche di quantificare quanto la membrana si è allungata per accogliere particelle di diverse dimensioni e forma. Hanno scoperto che le particelle sferiche della stessa dimensione allungano la membrana più delle particelle allungate, probabilmente perché la curvatura della particella sferica richiede più membrana per un avvolgimento completo.
Il team ha anche osservato un altro comportamento che potrebbe fornire indizi su come le cellule discriminano tra diversi tipi di particelle alimentari. Tipicamente, le cellule utilizzano recettori chimici sulla loro superficie per identificare le particelle destinate alla fagocitosi. Tuttavia, il team ha notato che le cellule erano più efficienti nel circondare le particelle a forma di pallone da calcio rispetto alle particelle sferiche, indipendentemente dalla presenza di segnali chimici che normalmente innescherebbero la fagocitosi. Ciò suggerisce che le cellule potrebbero utilizzare proprietà fisiche, come la forma, per prendere di mira determinati tipi di particelle:informazioni che potrebbero utilizzare per distinguere tra molecole commestibili e potenziali minacce come i batteri invasori.
I ricercatori affermano che il loro approccio fornisce un nuovo mezzo per studiare la fagocitosi con forme e dimensioni delle particelle più realistiche di quanto fosse possibile in precedenza. Hanno in programma di utilizzare i loro metodi per studiare il modo in cui i compartimenti legati alla membrana circolano all'interno delle cellule e come trasportano il loro carico.
