13.01.26
L’imaging avanzato svela le differenze tra astrociti sani e malati: così potremo predire le malattie neurologiche. Lo studio pionieristico Italia-Usa ha rivelato differenze molecolari e funzionali cruciali nelle strutture proteiche degli astrociti, cellule cerebrali a forma di stella, vitali per la salute del cervello. La ricerca, pubblicata in Advanced Science, è guidata dal gruppo di Michelle Y. Sander della Boston University, e dal gruppo di Valentina Benfenati dall’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Bologna (Cnr-Isof).
Sfruttando la tecnica della microscopia fototermica multispettrale a infrarossi a risoluzione temporale avanzata, il team ha identificato le caratteristiche chimiche, strutturali e funzionali delle proteine degli astrociti: una “firma proteica” che rappresenta un indicatore del differenziamento degli astrociti e del loro stato di buona salute, e fornisce informazioni preziose per la comprensione di alcune malattie neurologiche.
Lo studio ha preso in esame, in particolare, la morfologia dei “microdomini”, minuscole estensioni cellulari (a livello micrometrico) attraverso cui gli astrociti svolgono la loro funzione di mantenimento dell’equilibri tra biomolecole, ioni e acqua all’interno del cervello, comunicando con neuroni e vasi. La disfunzione e l’alterazione della morfologia e della chimica strutturale di questi “microdomini” è collegata a varie malattie croniche come l’Alzheimer e il glioma, ma i metodi attuali spesso non riescono ad analizzarla senza perturbare il loro stato fisiologico naturale. Lo studio, adesso, colma questa lacuna offrendo un metodo unico per caratterizzare i “microdomini” astrocitari, trovando “firme proteiche” distinte negli astrociti differenziati rispetto a quelli non differenziati.
Valentina Benfenati, co-leader del Cnr-Isof spiega: «Lo studio combina interfacce con nanomateriali, neuroscienze e ottica innovativa per fornire l’esclusiva impronta digitale chimica degli astrociti sani. Da anni studiamo approcci che ci consentano di studiare gli astrociti in vitro per utilizzarli nell’ambito della medicina predittiva, così da ridurre anche l’utilizzo di modelli animali in preclinica. Questo studio ci ha portato alla messa a punto di un modello unico, sia strutturalmente sia funzionalmente, nella riproduzione di ciò che gli astrociti mostrano in vivo».
Sono state, cioè, svolte analisi chimiche su due differenti tipologie di astrociti – rispettivamente “cresciuti” su nanomateriali o su substrati standard – rivelando che i primi hanno maggiore resistenza termica.
«I nostri risultati evidenziano un legame diretto tra la struttura proteica secondaria degli astrociti differenziati e le dinamiche di diffusione attraverso cui gli astrociti regolano l’equilibrio di acqua e ioni nel cervello» aggiunge Chiara Lazzarini, co-prima autrice del lavoro. E prosegue: «Avere informazioni sull’architettura molecolare, la struttura chimica e la correlazione con la funzione dei microdomini degli astrociti attraverso un approccio senza marcatura (ovvero senza alterare il campione) rappresenta un significativo passo avanti nella comprensione degli astrociti e più in generale della “glia”, in stati di salute o di malattie come il glioma o l’Alzheimer, o del neuro sviluppo, caratterizzati da alterazioni di morfologia o di processi di diffusione come il volume cellulare».
Il lavoro, a cui hanno contribuito anche il Dipartimento di Bioscienze, Biotecnologie e Ambiente dell’Università di Bari e il dipartimento FaBit dell’Università di Bologna, è stato finanziato dall’Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), Biophysics Program (ASTROLIGHT and ASTROTALK), della National Science Foundation (NSF) e del Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) tramite il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR-Ecosister) e NEXTGENERATIONEU (NGEU) PRIN-PNRR. Lo studio rientra nelle attività strategiche del gruppo di lavoro “Advanced Materials, Nanomaterials and Biophysics” della Commissione congiunta Italia-USA per la cooperazione scientifica e tecnologica tra il ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale italiano e il Dipartimento di Stato americano, guidato da Luigi Ambrosio (Cnr) e da Sofi Bin-Salamon (US-AFOSR). (Red.)
Vedi
https://www.cnr.it
https://doi.org/10.1002/advs.202515228
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Vedi anche
https://heos.it/category/libri-in-vetrina-25/
https://www.gazzettadiverona.it/category/in-libreria-25/
