Quanto pesano le cellule: una scala per la loro misura

I ricercatori hanno sviluppato una scala per misurare le singole cellule. L’ invenzione offre un modo rapido e preciso per determinare qualsiasi cambiamento nel peso di una cellula, cosa che prima non era disponibile.

La scala cellulare viene misurata con una risoluzione di millisecondi e trilioni di millisecondi e trilioni di grammi.
Le cellule, che di solito pesano da due a tre nanogrammi, vengono pesate in condizioni controllate in una camera di coltura cellulare. Il braccio di pesatura, un piccolo cantilever (una sorta di minuscola asta) di silicio trasparente e sottile rivestito di collagene o fibronectina, viene abbassato fino al pavimento della camera, dove si annida e raccoglie una cella.

La cella è appesa nella parte inferiore di un piccolo cantilever per le misurazioni “, dice il dottorando Gotthold Fläschner del Politecnico federale di Zurigo, che ha co-inventato e condotto la maggior parte degli esperimenti utilizzando la nuova scala.

Un laser blu pulsante sull’ estremità fissa del cantilever microscopico induce una lieve oscillazione. Un secondo laser a infrarossi misura le oscillazioni all’ altra estremità, dove la cella pende prima senza e poi con la cella. La massa della cellula può essere calcolata dalla differenza tra le due oscillazioni “, spiega David Martínez-Martín, inventore principale della scala cellulare.

Lo schermo di un computer mostra il peso che cambia come curva. Le letture sono disponibili per tutto il periodo di misura, sia in millisecondi che in giorni. Poiché l’ apparecchio di misura, compresa la coltura cellulare, è montato direttamente sulla piastra dell’ oggetto di un microscopio a fluorescenza ad alte prestazioni, durante le misurazioni si possono osservare e filmare anche i processi interni della cellula.

Questo permette ai ricercatori di monitorare, ad esempio, come il peso cambia durante il ciclo cellulare e la divisione cellulare, l’ influenza di varie sostanze hanno sulla massa cellulare, e che cosa succede quando un virus lo infetta.

Martínez-Martín e Fläschner hanno condotto molti di questi esperimenti. Abbiamo stabilito che il peso delle cellule viventi fluttua continuamente di circa l’ 1-24 per cento mentre regolano il loro peso totale “, dice Martínez-Martín.

Il team ha escluso gli errori di misurazione: i biofisici sono stati in grado di dimostrare che le cellule fermano solo queste fluttuazioni al secondo dopo secondo alla morte. I ricercatori sono visibilmente entusiasti. Fläschner:”Vediamo cose che nessun altro ha ancora osservato”.

La massa di una cellula è un ottimo indicatore della sua fisiologia “, spiega Martínez-Martín. Il metodo di misurazione può essere rilevante anche per i settori medico e farmaceutico, in quanto potrebbe essere utilizzato per studiare la crescita patologica delle cellule e l’ influenza dei farmaci su tale crescita.

Anche gli scienziati dei materiali sono interessati al dispositivo. Per loro, si tratta della funzionalizzazione delle nanoparticelle, in altre parole, di cambiare la superficie delle particelle molto piccole , afferma Martínez-Martín.

Gli scienziati introducono la loro invenzione nella rivista Nature. Il nuovo metodo di pesatura è stato brevettato e il licenziatario, l’ azienda svizzera Nanosurf AG, sta già lavorando per mettere in produzione il dispositivo.

Collaboratori del progetto sono l’ University College London e l’ Università di Basilea.

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