Potrebbe esserci un modo per manipolare chimicamente piccoli, aree confinate su superfici cellulari? Gli scienziati hanno sviluppato una sonda microfluidica per inviare un flusso di radicali liberi sulle cellule vive e monitorare il risultato utilizzando l'imaging a fluorescenza. Come indicato nel giornale Angewandte Chemie , questo approccio consente per la prima volta di generare una zona di reazione dei radicali liberi con dimensioni e concentrazione controllate per la ricerca subcellulare.

I radicali liberi sono importanti stimolanti per le cellule. Quando le cellule vive sono esposte ai radicali, sviluppano reazioni intense che possono portare a lesioni cellulari o addirittura alla morte. Molti farmaci antitumorali si basano sull'azione dei radicali liberi che mandano a morte le cellule cancerose.

Però, gli scienziati trovano difficile condurre ricerche sulle reazioni delle cellule vive ai radicali in modo veramente controllato. I radicali liberi sono instabili e reagiscono con il loro ambiente prima di raggiungere i loro obiettivi. Un team di scienziati guidato da Jin-Ming Lin della Tsinghua University, Pechino, ha ora sviluppato un approccio microfluidico per generare continuamente un flusso di radicali liberi per la manipolazione subcellulare.

Per fare i radicali, i ricercatori hanno scelto un sistema microfluidico a due componenti. In questa configurazione, un microcanale ospitava una soluzione di enzimi in grado di scindere il perossido di idrogeno. Un altro canale conteneva una soluzione di perossido di idrogeno e un colorante organico. Entrambi i canali sono stati immersi con le loro estremità in una soluzione nutritiva in cui una cellula viva è stata posta appena sotto le estremità del canale. Un terzo canale con flusso verso l'alto assicurava che i fluidi in uscita dalle estremità del microcanale si incontrassero nella posizione centrale, formando una zona di reazione confinata.

Secondo gli autori, questa configurazione assicurava che la zona di reazione avesse le dimensioni di pochi micrometri. In questa zona, l'enzima perossidasi di rafano reagirebbe con il perossido di idrogeno per formare intermedi enzimatici reattivi, che poi ha reagito con il colorante organico per dare un radicale organico. Subito dopo la loro generazione, i radicali coloranti attaccherebbero quindi la cella posta direttamente al di sotto della zona di reazione.

Dopo decine di secondi di flusso di componenti e attacco radicale, i ricercatori hanno osservato che sulla membrana cellulare era emersa una minuscola macchia che emetteva una fluorescenza rossa brillante. Tracciando questo punto nel tempo, i ricercatori hanno scoperto che vagava lentamente sulla superficie cellulare.

Gli autori affermano che il minuscolo punto fluorescente e il suo movimento evidenziano la capacità del metodo microfluidico di manipolare piccole sottoaree sulla superficie cellulare. "Al contrario dei traccianti lipofili, che macchiano l'intera cellula, è convincente che i radicali liberi generati attaccano solo la regione subcellulare bersaglio della singola cellula, " litigano.

Una particolare applicazione affascina gli autori:immaginano di utilizzare la sonda microfluidica come una "penna" per le cellule. "Questo ci consentirà di scrivere direttamente testo o disegnare grafica su singole celle per la marcatura o la grafica personalizzata delle celle, " spiegano.