Per gli scienziati che sviluppano farmaci salvavita, sapere come le cellule interagiscono e comunicano tra loro è una parte importante del puzzle. Il problema è, essere in grado di vedere quelle interazioni attraverso un microscopio non è sempre stato possibile. Ma ora, grazie al professore associato dell'Università del New Mexico Keith Lidke, una nuova tecnica ha aperto la porta per consentire ai ricercatori una migliore visione delle interazioni cellulari.

La tecnica, pubblicato quest'anno in Ottica biomedica Express , si chiama microscopia a foglio di luce a obiettivo singolo e migliora un metodo esistente di microscopia a fluorescenza.

Secondo Lidke, che lavora nel Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'UNM, le tradizionali tecniche di microscopia a fluorescenza possono solo fornire ai ricercatori una visione molto limitata delle cellule che stanno osservando ed espongono il campione a un'abbondanza di luce che degrada la qualità dell'immagine e porta a danni cellulari attraverso la fototossicità.

"Ciò che fa la microscopia a foglio di luce è permetterci di creare un foglio di luce che corrisponde esattamente al piano focale che stiamo riprendendo, " ha spiegato. "Riduciamo l'esposizione alla luce e riduciamo il rumore di fondo nel sistema, quindi nelle cellule viventi questo ci permette di vedere le proteine ​​fluorescenti con un segnale sufficiente per osservare la dinamica di quelle proteine".

Un nuovo approccio a questa tecnica, sviluppato da Lidke, il suo gruppo di ricerca e i collaboratori dei Laboratori Nazionali Sandia, risolve questi problemi importanti e consente di eseguire la microscopia a foglio leggero utilizzando i comuni microscopi presenti nella maggior parte dei laboratori di biologia cellulare.

Mentre la tecnica di Lidke è ancora agli inizi, ha già ricevuto molto interesse da parte dei ricercatori dell'UNM e di tutto il paese a causa della vista unica che l'attrezzatura può fornire. Secondo Lidke, le cellule funzionano attraverso vie di segnalazione che sono una serie di interazioni proteina-proteina. Ma, esattamente come funzionano queste interazioni non è chiaro a causa della mancanza di tecnologia disponibile per vedere quegli eventi accadere nelle cellule viventi.

"Quello che stiamo cercando di fare è sviluppare questa tecnologia a foglio di luce per vedere queste interazioni nelle cellule viventi, " disse Lidke. "E, se riusciamo a capire come funziona, allora qualcuno potrebbe essere in grado di indirizzare una terapia a un percorso di segnalazione disregolato".

Essenzialmente, la tecnica ha la capacità di aiutare a rispondere a domande su come le cellule comunicano e lavorano internamente, consentendo ai ricercatori di sviluppare farmaci o terapie che utilizzano queste interazioni.

"Sapere che il nostro lavoro ha un'applicazione potenzialmente preziosa fa davvero sentire estremamente importante quello che facciamo ogni giorno, " ha detto Lidke.

La nuova tecnica è resa possibile attraverso due differenti componenti; un attacco ottico specializzato che crea il foglio di luce e un chip microfluidico altamente ingegnerizzato che contiene il campione. Il gruppo di Lidke è responsabile della creazione del componente ottico che è stato sviluppato come accessorio per la maggior parte dei microscopi epi-fluorescenti come un modo per rendere la tecnica utilizzabile per un vasto pubblico. I collaboratori dei Sandia National Labs hanno lavorato con il gruppo per sviluppare il chip microfluidico che ha uno specchio integrato che consente loro di creare il foglio di luce utilizzando una singola lente dell'obiettivo. Insieme, questi due pezzi danno ai ricercatori l'opportunità di vedere l'interazione cellulare a un livello completamente nuovo.

Proprio adesso, Lidke dice che sta lavorando con il team di Sandia per sviluppare un miglioramento, chip di nuova generazione che si aspetta vengano messi a disposizione dei ricercatori in commercio.