Le cellule sono i mattoni fondamentali della vita e, come tale, sono stati oggetto di intenso studio fin dall'invenzione del microscopio ottico nel XVII secolo. Lo sviluppo dei metodi di spettrometria di massa (MS), quelli che definiscono la composizione chimica delle cellule, rappresentano un'ulteriore pietra miliare per la ricerca nel campo della biologia cellulare. Nell'ultimo numero della rivista Metodi della natura , il gruppo di lavoro guidato dal prof. Klaus Dreisewerd e dal dott. Jens Soltwisch dell'Istituto di igiene dell'Università di Münster presenta un metodo che ha migliorato la risoluzione spaziale della spettrometria di massa MALDI di circa un millesimo di millimetro.

MALDI sta per desorbimento/ionizzazione laser assistito da matrice. La particolarità della tecnologia che i ricercatori hanno chiamato t-MALDI-2 (con "t" che sta per modalità di trasmissione) è l'uso di due laser appositamente adattati:uno di essi genera un focus particolarmente piccolo sul materiale rimosso, mentre l'altro produce il necessario potenziamento del segnale per molte biomolecole fino a diverse grandezze, ad esempio, per le vitamine liposolubili come la vitamina D, colesterolo o farmaci somministrati. Le informazioni sulla loro precisa distribuzione nelle cellule e nei tessuti possono, tra l'altro, aiutano a produrre una migliore comprensione dei processi di malattia e infiammazione e mostrano nuove strategie per trattarli.

I metodi MALDI MS definiscono la natura e la composizione delle molecole in base alla loro massa caratteristica, cioè del loro "peso molecolare". Ciò consente di prelevare un campione irradiato dal laser, ad esempio una sezione sottile di tessuto ottenuta da una biopsia e contemporaneamente ne definiscono spesso dozzine, anche centinaia, di diverse biomolecole in un'unica misurazione. Però, fino ad ora la risoluzione fornita dalla spettrometria di massa era ben al di sotto di quella della microscopia ottica classica. A seguito dell'introduzione della nuova tecnologia t-MALDI-2, è stato possibile ridurre notevolmente questo divario

"Il decisivo miglioramento che il nostro metodo offre, rispetto ai metodi di imaging MALDI consolidati, si basa sulla combinazione ed estensione di due metodi tecnici precedentemente in uso, " spiega il dottor Marcel Niehaus, uno dei due autori principali dello studio. "Per una cosa, nella geometria di trasmissione irraggiamo i nostri campioni sul retro. Questo ci consente di posizionare lenti per microscopi di alta qualità molto vicino al campione, riducendo così la dimensione del punto laser. Questo è diverso da ciò che è possibile, per motivi geometrici, nei metodi standard, in cui i campioni vengono irradiati dalla direzione dell'analizzatore di massa." Tuttavia, nelle aree minute del campione che vengono rimosse dal laser, c'è solo una quantità estremamente piccola di materiale disponibile per la successiva misurazione MS. Il secondo passo decisivo è stato quindi l'utilizzo di un metodo (denominato MALDI-2) che i ricercatori avevano già introdotto nel mondo scientifico nel 2015 nel Scienza rivista. L'effetto è che il cosiddetto laser di postionizzazione produce un maggiore trasferimento delle molecole inizialmente scariche a una forma ionica. Solo se le molecole hanno una carica positiva o negativa sono visibili per l'analizzatore di massa.

Nel loro studio, i ricercatori dimostrano le possibilità offerte dalla loro tecnologia, prendendo le strutture fini nel cervelletto di un topo e usando colture di cellule renali. "Il nostro metodo potrebbe migliorare la comprensione futura di molti processi nel corpo a livello molecolare, " dice il prof. Dreisewerd. "Inoltre, metodi consolidati dalla microscopia ottica, ad esempio, microscopia a fluorescenza:potrebbe essere fusa con l'imaging di spettrometria di massa in uno strumento "multimodale", " Aggiunge, in vista del futuro.