Ricerche

Rilevamento delle cellule senescenti senza marcatura (Fonte: Yagi et al / IEEE Sensors Journal)

Ricercatori della Tokyo Metropolitan University hanno creato un nuovo modo di distinguere le cellule umane 'invecchiate' da quelle più giovani, usando campi elettrici. Sebbene siano stati trovati marcatori chiave di queste cellule 'senescenti', i metodi attuali richiedono 'etichette' biochimiche che sono difficili da applicare e influenzano le cellule stesse, rendendole difficili da studiare. Il nuovo metodo è senza etichetta e meno dannoso. Il team mira a diversificare il metodo, estendendolo ad altri tipi di cellule.

L'invecchiamento inizia a livello cellulare. Man mano che passa il tempo, nel nostro corpo si accumulano cellule invecchiate ('senescenti'). Non solo queste cellule hanno perso gran parte della loro funzione originale, ma continuano a emettere composti che innescano infiammazione. Esiste un corpo crescente di prove sul loro ruolo in condizioni legate all'età come l'indurimento arterioso, l'Alzheimer e il diabete di tipo 2.

Per comprendere e trattare tali mutamenti, gli scienziati devono fare i conti con il modo in cui le cellule senescenti influenzano la nostra fisiologia. Si deve iniziare identificando quali delle nostre cellule sono senescenti e quali no. Sfortunatamente, i metodi esistenti si basano sull'etichettatura selettiva, ad es. attaccare una molecola fluorescente a composti specifici noti per essere presenti nelle cellule anziane. Non solo è dispendioso in termini di tempo, e complesso, ma il processo stesso può cambiare le proprietà proprio di quello che gli scienziati vogliono studiare.

Per aggirare questo problema, un team guidato dall'assistente professor Ippei Yagi della Tokyo Metropolitan University ha elaborato un approccio completamente diverso per identificare le cellule senescenti. Invece di marcarle chimicamente, mettono le cellule sotto un campo elettrico alternato. Ciò provoca un leggero riassestamento della carica, in cui un'estremità della cellula è carica più positivamente dell'altra.

Quando il campo elettrico non è uniforme nello spazio, la cellula migra; nel caso di un campo alternato, la cellula vaga avanti e indietro tra gli elettrodi. Man mano che è modificata la frequenza del campo, il movimento della cellula cambia in modo significativo a un valore noto come 'frequenza di soglia'. Il metodo, noto come 'dielettroforesi modulata da frequenza' (FM-DEP), punta a caratterizzare il tipo di cellula misurando questo valore.

Il team ha concentrato gli sforzi sui fibroblasti dermici umani, una parte importante del tessuto connettivo nella pelle. Quando hanno confrontato le cellule senescenti con quelle più giovani, hanno scoperto che c'era una marcata differenza nelle frequenze di soglia. Questi cambiamenti derivano dai cambiamenti nelle molecole grasse (lipidi) che costituiscono la membrana delle cellule. È importante sottolineare che la FM-DEP è rapida, facile da applicare e non necessita di etichette.

Il nuovo metodo non è solo uno strumento conveniente per la ricerca sull'invecchiamento, ma può vedere l'applicazione alla medicina rigenerativa e alla selezione dei farmaci. Il team spera di applicare la FM-DEP anche ad altri tipi di cellule, come nuovo approccio versatile alla loro identificazione.