I ricercatori del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) hanno sviluppato un metodo innovativo per visualizzare contemporaneamente fino a decine di proteine ​​diverse nella stessa cellula. Questa tecnologia potrebbe aiutare gli scienziati a chiarire le complesse interazioni proteiche coinvolte nelle malattie degenerative come l'Alzheimer, approfondire la comprensione dei loro meccanismi e consentire la diagnosi precoce e il trattamento.

Le malattie degenerative come l'Alzheimer spesso comportano interazioni complesse tra più proteine ​​e altre biomolecole. Comprendere queste interazioni utilizzando le tecnologie di imaging esistenti è difficile a causa della risoluzione insufficiente e dell'impossibilità di rilevare contemporaneamente molte proteine ​​diverse.

In un recente studio interdisciplinare, un team di ricerca guidato dai professori Dae Won Moon e Su-Il In del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology ha sviluppato un approccio innovativo che estende le applicazioni della spettrometria di massa a ioni secondari dal suo scopo originale nell'industria dei semiconduttori al campo dell'imaging biomedico. La spettrometria di massa a ioni secondari consente ai ricercatori di analizzare la composizione delle superfici e offre una risoluzione molto elevata. L'utilizzo di questa tecnologia per l'immagine delle proteine ​​era impossibile, fino ad ora.

In questo nuovo approccio, diverse nanoparticelle di ossido di metallo sono attaccate individualmente ad anticorpi che si legano a specifiche proteine ​​bersaglio. Lo spettrometro di massa può facilmente rilevare queste nanoparticelle anche a basse dosi di irradiazione, che lascia intatto il tessuto cellulare e consente analisi multiple sulle stesse cellule. Attraverso questo approccio, è teoricamente possibile analizzare contemporaneamente decine di proteine. Questo supera di gran lunga gli attuali approcci basati sulla fluorescenza, che consentono l'imaging simultaneo di circa quattro proteine.

I ricercatori hanno usato il loro metodo per confrontare la distribuzione delle proteine ​​nel tessuto cerebrale di topi sani o affetti da Alzheimer. Hanno dimostrato che si possono ottenere informazioni preziose osservando le distribuzioni multiple di proteine ​​nell'ippocampo e hanno dimostrato come queste differissero tra topi sani e malati.

Per raggiungere questi risultati è stato necessario combinare le conoscenze di molte discipline. Il prof. Moon dice, "Per me, un punto culminante speciale di questo lavoro è la collaborazione di molti ricercatori di diversa estrazione, come i chimici, esperti di nanoparticelle, medici, e biologi. Non è stato facile e ci è voluto molto tempo, ma è stato emozionante vedere i progressi. Ora possiamo visualizzare più proteine ​​sulle membrane cellulari con una risoluzione spaziale di 300 nanometri".

Si aspetta che questo nuovo approccio di imaging diventi uno strumento importante per approfondire la nostra comprensione delle malattie degenerative. "La tecnica proposta potrebbe essere utilizzata per capire le prime fasi della malattia di Alzheimer, a sua volta consentendo la diagnosi precoce e il trattamento, " lui dice.