Una parte del sistema immunitario del cervello è costituita dalle cosiddette cellule microgliali. Ricercatori coreani e singaporiani hanno ora sviluppato una sonda fluorescente che etichetta specificamente questo tipo di macrofago. Le cellule sono state visualizzate in colture cellulari e nel cervello vivo di roditori. Come dettagliato nella rivista Angewandte Chemie , un prodotto genico espresso nella microglia attiva la sonda in uno stato fluorescente, che viene rilevato attraverso l'imaging a fluorescenza di cellule vive.

Il rilevamento e il monitoraggio dei tipi di cellule nel tessuto cellulare vivo di solito si basa su metodi di immunocolorazione appropriati. Questi metodi comportano lo sviluppo di anticorpi che riconoscono proteine ​​specifiche delle cellule, e quindi rilevare gli anticorpi attraverso coloranti fluorescenti attaccati. Però, i metodi di colorazione diretta con sonde fluorescenti potrebbero fare a meno della costosa produzione di anticorpi. Perciò, Young-Tae Chang alla Pohang University of Science and Technology, Corea, e colleghi hanno sviluppato una sonda fluorogenica selettiva per la microglia. Inoltre, poiché la sua fluorescenza è indotta dall'espressione genica, questa sonda potrebbe essere utile per il rilevamento e lo studio di malattie neurali in via di sviluppo.

Per scoprire la sonda fluorogenica, i ricercatori hanno esaminato una libreria di derivati ​​di un promettente composto candidato per le loro capacità di legame alla microglia. La migliore sonda identificata è stata denominata CDr20, che sta per "designazione cella rosso 20", e ha riconosciuto selettivamente la microglia nel tessuto cerebrale.

È stata anche studiata la base molecolare di questo riconoscimento. La sonda fluorogenica contiene un componente aromatico di stirile, che è funzionalizzato con un gruppo ossidrile. Senza questa funzione, il legame non era specifico e non è stato rilevato alcun segnale di fluorescenza. Successivamente, i ricercatori hanno cercato il bersaglio esatto della sonda. Gli studi genetici hanno rivelato che l'espressione genica di una proteina chiamata Ugt1a7c era collegata alla segnalazione di fluorescenza; così, era chiaro che l'attività enzimatica di questa proteina induceva la fluorescenza.

Gli scienziati hanno scoperto che la proteina Ugt1a7c ha catalizzato l'accoppiamento di CDr20 con una frazione di acido glucuronico, e solo con questa unità collegata il CDr20 emetteva fluorescenza. Il gene Ugt1a7c appartiene alla famiglia di enzimi del gene Ugt, e gli autori notano che, "interessante, nella famiglia del gene Ugt, il gene Ugt1a7c era l'unico membro arricchito in microglia." Questo spiegherebbe l'etichettatura specifica:le microglia esprimono l'enzima Ugt1a7c, che aggiunge un gruppo glucuronosile alla frazione fenolica di CDr20, e accende la fluorescenza.

L'etichettatura selettiva della microglia e l'imaging hanno funzionato anche nei cervelli vivi. I ricercatori hanno osservato la fluorescenza cellulare specifica quando hanno incubato un intero embrione di topo con la sonda, o quando hanno iniettato la sonda CDr20 in un topo dopo un'infiammazione sistemica. Le microglia sono le principali risposte immunitarie alle infezioni nel cervello.

Diversi disturbi neurali, compreso il morbo di Alzheimer e l'ictus, possono essere collegati a processi infiammatori. Perciò, la nuova sonda fluorogenica potrebbe essere un approccio utile per rilevare lo sviluppo della microglia nel cervello.