L'alterazione dei globuli rossi vista dalla microscopia olotomografica

Il sangue è davvero “un succo di rara qualità”.

Ciò che il poeta e scienziato naturale tedesco Wolfgang Goethe già sospettava fra Settecento e Ottocento può ora essere visualizzato grazie a tecniche innovative di imaging.

Una di queste caratteristiche speciali è la cellula che si trova più frequentemente nel flusso sanguigno: l’eritrocita.

Trilioni di questi globuli rossi attraversano il corpo umano ogni minuto.

Il fatto che non assumano sempre una forma rotonda consente loro di passare attraverso i vasi sanguigni più stretti, per rifornire di ossigeno gli angoli più remoti del nostro organismo.

Tuttavia, alcuni cambiamenti nella forma degli eritrociti sono anche tipici di particolari cambiamenti nell’ambiente.

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Le estensioni spinose in caso di ustioni, danni al fegato o di esposizione ad alcuni farmaci

I cosiddetti echinociti, con estensioni spinose simili a quelle di un riccio di mare, si verificano, ad esempio, in caso di ustioni, danni al fegato o dopo il contatto con alcuni farmaci.

I ricercatori dell’EMPA hanno ora osservato la trasformazione dei globuli rossi in echinociti utilizzando la microscopia digitale olotomografica.

Talia Bergaglio e Peter Nirmalraj del laboratorio Transport at Nanoscale Interfaces, con sede nel campus di Dübendorf, hanno provocato la deformazione di globuli rossi vivi aggiungendo il farmaco ibuprofene.

Sono stati in grado di mostrare la trasformazione delle ciambelle tondeggianti in echinociti in tempo reale grazie alla microscopia olotomografica.

Questa tecnica innovativa funziona in modo simile alla tomografia computerizzata (TC), dove l’imaging avviene attraverso la tecnologia laser invece che con i raggi X

La microscopia olotomografica digitale è quindi particolarmente adatta a campioni biologici come le cellule del sangue.

Essa consente infatti di acquisire immagini ad alta risoluzione, senza contatto e senza marcatori, che possono poi essere ricostruite come rappresentazioni tridimensionali.

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In definitiva gusci di membrana (quasi) vuoti, sono ideali per i rendering tridimensionali

I globuli rossi sono cellule modello ideali per questo scopo, in quanto possono essere facilmente identificati anche nel sangue intero.

Data la loro morfologia, sono sensibili all’ambiente chimico e fisico, nel corso della loro esistenza; in definitiva sono gusci di membrana (quasi) vuoti.

“Pertanto, le interazioni di una varietà di molecole di farmaci con la membrana cellulare possono essere studiate particolarmente bene sui globuli rossi utilizzando la nostra tecnica di bio-imaging”, spiega Peter Nirmalraj, come detto scienziato del Laboratorio Federale di Prova dei Materiali e di Ricerca.

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