I ricercatori hanno scoperto un nuovo metodo abbagliante per visualizzare i neuroni che promette di avvantaggiare sia i neuroscienziati che i biologi cellulari:utilizzando la microscopia confocale spettrale per visualizzare i tessuti impregnati di argento o oro.

Piuttosto che fare affidamento sulla quantità di luce che si riflette sulle particelle metalliche, questo nuovo processo, da presentare sulla rivista eLife , comporta la fornitura di energia luminosa alle nanoparticelle d'argento o d'oro depositate sui neuroni e l'imaging dei livelli energetici più elevati derivanti dalle loro vibrazioni, noti come plasmoni di superficie.

Questa tecnica è particolarmente efficace in quanto la luce emessa dalle particelle metalliche è resistente allo sbiadimento, il che significa che campioni di tessuto vecchi di decenni ottenuti attraverso altri processi, come il metodo della macchia di Golgi della fine del 1880, può essere ripreso ripetutamente.

Il nuovo processo è stato ottenuto utilizzando il rilevamento spettrale su un microscopio confocale a scansione laser (LSCM), reso disponibile per la prima volta alla fine degli anni '80 e, fino ad ora, utilizzato più ampiamente per l'imaging fluorescente.

Abbinato a tali metodi, l'etichettatura delle cellule a base di argento e oro è pronta a sbloccare nuove informazioni in una miriade di campioni archiviati. Per di più, i preparati impregnati d'argento dovrebbero mantenere la loro alta qualità d'immagine per un secolo o più, consentendo l'archiviazione che potrebbe aiutare nella ricerca clinica e nelle tecniche diagnostiche relative alla malattia per il cancro e i disturbi neurologici.

"Ai fini della diagnostica medica, campioni più vecchi e nuovi potrebbero essere confrontati con la consapevolezza che l'intensità del segnale rimarrebbe abbastanza uniforme indipendentemente dall'età del campione o dall'esposizione alla luce ripetuta, ", afferma l'autrice Karen Mesce dell'Università del Minnesota.

"Con la previsione che le tecniche microscopiche a risoluzione superiore continueranno ad evolversi, i vecchi campioni archiviati potrebbero essere reimmaginati con tecnologie più recenti e con la certezza che il segnale in questione sia stato preservato. La progressione o la stabilità di un cancro o di un'altra malattia potrebbe quindi essere tracciata con precisione per lunghi periodi di tempo".

Per apprezzare la qualità dell'immagine migliorata prodotta dalla nuova tecnica, il team ha prima esaminato un'immagine convenzionale in campo chiaro di un neurone marcato con metallo all'interno del ganglio addominale di una cavalletta, un tipo di mini-cervello che, anche a quelle dimensioni, presentato strutture fuori fuoco.

Hanno quindi ripreso lo stesso ganglio con l'LSCM spettrale regolato sulle impostazioni di fluorescenza tradizionali del produttore, risultando solo in una forte fluorescenza naturale e una sfocatura scura collettiva al posto dei neuroni etichettati con argento.

Però, dopo aver raccolto l'energia luminosa emessa dai plasmoni di superficie vibrante nel LSCM spettrale, il team ha ottenuto spettacolari immagini computerizzate tridimensionali di neuroni impregnati di argento e oro. Ciò ha un enorme potenziale per stimolare un riesame dei preparati archiviati, compresi i sistemi nervosi macchiati di Golgi e marcati con cobalto/argento.

Inoltre, utilizzando una serie di diverse tecniche di etichettatura cellulare a base di metallo in combinazione con i nuovi protocolli LSCM, campioni di tessuto e cellule possono essere generati e ripresi con facilità e con grandi dettagli tridimensionali. È possibile identificare cambiamenti anche in piccoli dettagli strutturali dei neuroni, che sono spesso importanti indicatori di malattie neurologiche, apprendimento e memoria, e lo sviluppo del cervello.

"Sia i preparati nuovi che quelli archiviati sono essenzialmente permanenti e le informazioni raccolte da essi aumentano i dati disponibili per caratterizzare i neuroni come individui o come membri di classi per studi comparativi, aggiungendo alle banche neuronali emergenti, ", afferma la co-autrice Karen Thompson dell'Agnes Scott College.

"Proprio come la risonanza plasmonica può spiegare la continua intensità dei colori rosso (causato da nanoparticelle d'argento) e giallo (nanoparticelle d'oro) nelle vetrate medievali secolari e in altre opere d'arte, è anche probabile che i neuroni impregnati di metallo non sbiadiscano mai, né nelle informazioni che forniscono né nella loro intrinseca bellezza, "aggiunge Mesce.