Macchinari dalla super risoluzione hanno permesso di vedere come "mangiano" le cellule

Macchinari dalla super risoluzione hanno permesso di vedere come 'mangiano' le cellule
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La repentina innovazione, che ha investito il campo biologico nelle ultime decadi, ha permesso di appurare le strabilianti doti del mondo microscopico. Non molto tempo fa un'IA ha scoperto un mondo nuovo nelle cellule umane ed ora, grazie a strumentazioni dalla super risoluzione è stato possibile vedere in che modo le cellule si nutrono.

Lo studio odierno, condotto dal team dell'Ohio State University in collaborazione con scienziati internazionali, ha svelato il meccanismo adottato dalle membrane cellulari per curvarsi e formare strutture simili a “bocche”, le quali si spalancano per assorbire i nutrienti sospesi nell’ambiente circostante.

Comert Kural, professore di fisica presso l'Ohio State University e autore principale dello studio, ha dichiarato "Proprio come le nostre abitudini alimentari modellano praticamente qualsiasi cosa nel nostro corpo, il modo in cui le cellule "mangiano" è importante per la salute delle cellule" e, in relazione ai dubbi che tutt’oggi avvolgono tale meccanismo, ha continuato "Gli scienziati, fino ad ora, non hanno compreso i meccanismi di come ciò sia accaduto".

I ricercatori hanno scoperto che, nell’ambiente intracellulare, esiste una struttura molecolare deputata alla curvatura e all’assemblaggio delle “tasche di endocitosi”. Tale macchina molecolare, precedentemente associata al reticolo liscio, assume un’importanza cruciale nel processo, promuovendo il trasporto di nutrienti nella cellula mediante endocitosi e l’esocitosi di tossine nell’ambiente extracellulare.

Le aperture a “forma di bocca”, indotte dal meccanismo cellulare, si spiegano di fronte alle sostanze sospese nell’ambiente esterno e, attorniandole, le racchiudono formando strutture vescicolari. L’intero processo di internalizzazione cellulare può contribuire all’endocitosi di sostanze benefiche per la cellula, come proteine libere, ma, a volte, può essere sfruttato da agenti patogeni per infettare le cellule stesse.

Attorno all’origine del meccanismo di formazione di tali strutture endocitotiche, si addensa una nebbia di dubbi che ha confuso ed ostacolato gli scienziati per oltre 40 anni. Questa ed altre caratteristiche cellulari saranno sempre più semplici da verificare, grazie all’avvento di tecnologie affini alla scoperta rivoluzionaria che permette di vedere l’attività delle cellule.

Come fa notare Kural, infatti, :"E 'stata una controversia negli studi cellulari" ma grazie alle innovative apparecchiature odierne, informa che "Siamo stati in grado di utilizzare l'imaging a fluorescenza a super risoluzione per osservare effettivamente la formazione di queste tasche all'interno delle cellule vive, e quindi abbiamo potuto rispondere a questa domanda su come vengono create”.

I ricercatori hanno realizzato filmati ad altissima risoluzione di cellule in vivo per monitorarne, in presa diretta, il comportamento. Le matrici proteiche utilizzate per indurre il fenomeno, dette scaffold, hanno indotto la deformazione della membrana non appena sono venute a contatto con i siti di formazione vescicolare.

Le evidenze dello studio hanno permesso di sfatare le precedenti ipotesi, secondo le quali le strutture proteiche cellulari subiscono processi di rimaneggiamento universale ad alto consumo energetico per permettere alla membrana di deformarsi.

I processi di endocitosi ed esocitosi mediata da vescicole sono meccanismi fondamentali per gli organismi viventi, in quanto, ad esempio, permettono l’eliminazione di colesterolo dannoso dal circolo ematico e risultano implicati nella trasmissione elettrochimica neurale. Degenerazioni del processo, infatti, possono condurre a patologie, indotte dalla mancata espulsione e il conseguente accumulo delle tossine, tra cui malattie neoplasiche e il morbo di Alzheimer.

In merito al potenziale benefico per la salute umana della comprensione di tale meccanismo Kural conclude "Comprendere l'origine e la dinamica delle vescicole legate alla membrana è importante: possono essere utilizzate per somministrare farmaci per scopi medicinali , ma allo stesso tempo, dirottate da agenti patogeni come i virus per entrare e infettare le cellule. I nostri risultati sono importanti, non solo per la nostra comprensione dei fondamenti della vita, ma anche per lo sviluppo di migliori strategie terapeutiche".

FONTE: Phys
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