I ricercatori dell’Empa hanno utilizzato un microscopio olotomografico per osservare i globuli rossi vivi che si trasformano in "echinociti" appuntiti quando vengono trattati con alte concentrazioni di ibuprofene, e li hanno rappresentati in 3D.
Il sangue è infatti "un succo molto speciale". Ciò che Goethe, poeta e scienziato naturale, già sospettava, può ora essere visualizzato grazie a innovative tecniche di imaging. Una di queste caratteristiche speciali è la cellula più comune del sangue: l’eritrocita. Ogni minuto, trilioni di questi globuli rossi si fanno strada nel corpo umano. Il fatto che non siano sempre rotondi significa che possono passare attraverso i vasi sanguigni più stretti per fornire ossigeno alle parti più remote del corpo.
Ma alcuni cambiamenti nella forma degli eritrociti sono anche tipici di particolari cambiamenti nell’ambiente: gli echinociti con estensioni spinose simili a ricci di mare compaiono, ad esempio, in caso di ustioni, danni al fegato o dopo il contatto con alcuni farmaci. I ricercatori dell’Empa hanno utilizzato la microscopia olotomografica digitale per osservare la trasformazione dei globuli rossi in echinociti.
Talia Bergaglio e Peter Nirmalraj del laboratorio "Transport at Nanoscale Interfaces" dell’Empa a Dübendorf hanno deformato i globuli rossi vivi aggiungendo il farmaco ibuprofene. Utilizzando la microscopia olotomografica, sono stati in grado di mostrare in tempo reale la trasformazione delle ciambelle rotonde in echinociti. Questa tecnica innovativa funziona come la tomografia computerizzata (TC), ma l’imaging viene effettuato utilizzando la tecnologia laser invece dei raggi X. La microscopia olotomografica digitale è quindi particolarmente adatta a campioni biologici come le cellule del sangue, in quanto consente di ottenere immagini ad alta risoluzione, senza contatto e senza marcatori, che possono poi essere ricostruite come rappresentazioni tridimensionali.
I globuli rossi sono cellule modello ideali per questo studio perché sono facilmente identificabili anche nel sangue intero e la loro morfologia è sensibile all’ambiente chimico e fisico durante la loro esistenza; dopo tutto, sono gusci di membrana (quasi) vuoti. "Per questo motivo la nostra tecnica di bioimmagine ci permette di studiare le interazioni di varie molecole di farmaci con la membrana cellulare dei globuli rossi in modo particolarmente preciso", spiega Peter Nirmalraj, ricercatore dell’Empa.
