Un microscopio molecolare per studiare il sistema immunitario

NESSUNA cellula è un'isola: per poter svolgere il proprio compito, i mattoncini del nostro corpo ricevono continuamente segnali molecolari dai tessuti o dagli organi in cui si trovano. Eppure, fino a oggi era impossibile conoscere al contempo la composizione e la struttura di organi o tessuti poiché nelle analisi finivano inevitabilmente perse le informazioni di una o dell'altra proprietà. Una nuova tecnica, sviluppata da Matteo Iannacone, capo unità del laboratorio di dinamica delle risposte immunitarie presso l'Irccs ospedale San Raffaele insieme al collega israeliano Ido Amit del Weizmann Institute for Science di Rehovot, e descritta sulla rivista Science, promette di risolvere un dilemma degno del principio di indeterminazione di Heisenberg, rivoluzionando la comprensione del cancro e di numerose altre malattie. "Le cellule del sistema immunitario si spostano continuamente all'interno del nostro organismo, reagendo in modo specifico a seconda del tessuto in cui si trovano. Conoscerne la posizione, e quindi da quali cellule sono circondate, è cruciale per comprendere il loro funzionamento" spiega Iannacone, specializzato nell'osservazione in tempo reale dei globuli bianchi attraverso particolari microscopi. Queste competenze, unite a quelle del collega Amit, interessato all'analisi dell'espressione genica di singole cellule, hanno permesso la messa a punto di una tecnica in grado di ricostruire la struttura di un tessuto in ogni singola cellula. LEGGI Tumori, ricerca italiana: il sistema immunitario blocca le cellule malate ·COME SI OTTENGONO INFORMAZIONI SUI TESSUTI BIOLOGICI Tutte le nostre cellule possiedono il medesimo Dna, ciò che le rende diverse sono i geni espressi. Solitamente, la caratterizzazione di un tessuto avviene attraverso l'analisi dell'espressione genica, misurando cioè le molecole di Rna prodotte a partire dai soli geni attivi. Il sequenziamento necessita tuttavia l'impiego del tessuto per intero, che dunque perde la propria struttura e le informazioni sulla disposizione spaziale delle cellule. "In altre parole si può conoscere quante cellule e di quale tipo si trovino nel tessuto solamente perdendo informazioni sulla loro posizione. Inoltre, cellule rare, anche se posizionate insieme in un punto specifico del tessuto, dove magari svolgono una funzione importante, risultano pressoché invisibili" osserva il ricercatore. Per esempio, ciò rappresenta un serio limite nello studio dei linfonodi, caratterizzati da nicchie funzionali estremamente piccole e specializzate. ·IN COSA CONSISTE LA NUOVA TECNICA La soluzione è arrivata quando il gruppo di Iannacone – di cui fa parte il dottorando Marco Di Giovanni, primo autore dello studio – è riuscito a fotoattivare, cioè rendere fluorescente, singole cellule, permettendo al collega Amit di isolarne l'espressione genica da quella delle decine di migliaia che la circondano. E quindi di studiarne il comportamento in tempo reale, anche durante gli spostamenti da un tessuto all'altro. Si tratta di una tecnica che permetterà di comprendere la natura molecolare di molte malattie, cancro compreso, di cui sarà possibile caratterizzare le diverse popolazioni cellulari. Ma non solo: essa ci aiuterà a conoscere meglio noi stessi. Come avvengono le risposte anticorpali? Oltre ai globuli bianchi, quali altre cellule sono attive durante i processi infiammatori? Sono numerose le domande ancora senza una risposta, "come per esempio la funzione di alcuni gruppi di cellule accessorie dei linfociti B e T, che solo recentemente hanno iniziato a essere studiate. O ancora, la definizione di nuove sottopopolazioni di macrofagi, gruppo cellulare estremamente diversificato. Speriamo che questa sorta di microscopio molecolare ci aiuti a trovarle" sorride Iannacone.

Un microscopio molecolare per studiare il sistema immunitario

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