I ricercatori dell'Università di Sydney hanno utilizzato la spettroscopia a infrarossi per evidenziare i cambiamenti in minuscoli frammenti di cellule chiamate microvescicole per sondare il loro ruolo in un modello della risposta immunologica del corpo all'infezione batterica.

Mentre sono necessarie ulteriori ricerche per confermare i risultati pubblicati oggi nel Diario FASEB , l'uso della spettroscopia FTIR potrebbe annunciare un modo semplice e veloce per individuare i primi segni di infezione, cancro, e difficili da diagnosticare condizioni neurologiche.

La ricerca condotta dai professori Peter Lay e Georges Grau ha utilizzato la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR) per rilevare e caratterizzare il rilascio di microvescicole di dimensioni inferiori al micron.

Prodotto dalle membrane cellulari dei mammiferi, le microvescicole svolgono un ruolo nella comunicazione cellulare e trasportano un "carico" di RNA, DNA, proteine, lipidi e altre biomolecole che usano per cambiare drasticamente la biochimica di altre cellule.

Le microvescicole sono coinvolte nella normale fisiologia, ma vengono rilasciate nel flusso sanguigno a livelli più elevati durante la fase acuta e precoce dello sviluppo di molte malattie. Sono anche potenti vettori e mediatori di malattie, quindi rilevare i cambiamenti nel loro numero e nella biochimica potrebbe essere utile per individuare i meccanismi dello sviluppo precoce delle malattie.

I ricercatori hanno utilizzato la spettroscopia FTIR per monitorare i cambiamenti biomolecolari delle microvescicole nei globuli bianchi, noti come monociti, hanno stimolato con un componente di batteri mortali chiamato lipopolisaccaride, confrontando i cambiamenti con quelli in salute, globuli bianchi non infetti.

Il lipopolisaccaride di vari batteri può raggiungere il sangue e causare shock settico, una complicanza pericolosa per la vita della sepsi in cui la risposta alle infezioni del corpo può danneggiare tessuti e organi.

"Abbiamo riscontrato un triplice aumento del numero di microvescicole dai globuli bianchi stimolate con lipopolisaccaride che indica un ruolo fisiopatologico per queste microvescicole nell'infezione batterica e nella sua successiva risposta immunitaria, ", ha affermato il coautore dello studio Georges Grau presso l'Unità di immunologia vascolare dell'Università di Sydney e l'Istituto Marie Bashir per le malattie infettive.

"Abbiamo anche visto chiari cambiamenti biomolecolari - più lipidi e proteine ​​- nelle microvescicole prodotte dai globuli bianchi stimolati dai lipopolisaccaridi, rispetto a quelli prodotti dai globuli bianchi a riposo".

I ricercatori hanno anche scoperto che la maggior parte del "carico" di RNA, DNA, i lipidi e le proteine ​​rilasciate dai globuli bianchi erano contenuti all'interno di queste microvescicole.

"Questo è molto importante poiché c'è un enorme sforzo di ricerca sull'RNA circolante, DNA e proteine ​​nel sangue come diagnosi di malattie e i nostri risultati indicano che sono principalmente trasportati in queste microvescicole, " ha detto l'autore anziano, Professor Peter Lay presso la Scuola di Chimica e Spettroscopia Vibrazionale Core Facility dell'Università.

"In molti aspetti, le microvescicole rilasciate sotto stimolazione batterica durante un episodio infettivo sono come virus per cui il contenuto lipidico alterato e aumenta e le proteine ​​sembrano progettate per invadere e modificare la biochimica delle cellule bersaglio rilasciando il loro DNA e RNA.

"Questo uso della spettroscopia FTIR per analizzare le microvescicole fornisce un nuovo modo per caratterizzare le differenze biomolecolari in questo modello di microvescicola-globuli bianchi indotta da shock settico e potrebbe essere facilmente applicato ad altri modelli di rilascio di microvescicole, in particolare in una serie di malattie infiammatorie".