Svelati nuovi misteri delle cellule

 

Si chiama ClopHensor ed è il nuovo biosensore in grado di rivelare simultaneamente due importanti parametri cellulari, il pH e la concentrazione di cloro. Il risultato tutto italiano, presentato su Nature Methods di questo mese, arriva al termine di un approfondito studio biofisico molecolare condotto da un gruppo di ricercatori del laboratorio Nest dell’Istituto Nanoscienze del Cnr e della Scuola Normale Superiore di Pisa, in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia. I ricercatori impegnati nello studio sono Daniele Arosio, Fernanda Ricci, Laura Marchetti, Roberta Gualdani, Lorenzo Albertazzi e Fabio Beltram.

«Presente in tutti gli organismi viventi sotto forma di ione, il cloro – spiega il CnrNano- regola molti processi fisiologici fondamentali per la sopravvivenza delle cellule, dal controllo del potenziale di membrana alla regolazione del volume cellulare, e per la trasmissione dei segnali nervosi». «Infatti, le alterazioni delle concentrazioni di cloro all’interno delle cellule -spiega ancora- sono alla base di molte malattie ereditarie e acquisite, dalla fibrosi cistica all’epilessia».

In particolare, ClopHensor è un sensore ottico, capace cioè di rendere visibili i parametri rivelati. Per realizzarlo i ricercatorisi sono basati sulla famosa proteina Gfp (Green Fluorescent Protein), la proteina fluorescente verde derivata dalla medusa Aequoreavictoria, che valse il Nobel per la Chimica nel 2008. “Grazie alla sua intensa luminescenza e alla possibilità di legarsi a molte molecole, la proteina Gfp -ricorda il CnrNano- è utilizzata come “marcatore visivo ideale per seguire, passo passo, processi biologici e molecolari altrimenti invisibili, letteralmente illuminandoli».

I ricercatori del Nest hanno così “ingegnerizzato” una variante della proteina fluorescente verde originaria, in grado di legarsi agli ioni cloro e con proprietà di fluorescenza speciali: emette luce ma con intensità proporzionale alla concentrazione di cloro. “Con la nuova proteina -aggiunge il CnrNano- è quindi possibile non solo rivelare la presenza degli ioni cloro ma misurarne la concentrazione».

Il sensore ClopHensor ha portato ad uno dei primi successi di imaging multiparametrico in-vivo ad alta risoluzione spaziale e temporale, significa essere in grado di studiare i processi all’interno delle cellule, mentre tutto è in movimento» afferma Daniele Arosio, ricercatore Cnr dei laboratori Nest di Pisa e dell’Istituto di Biofisica di Trento, presenta così applicazioni e futuri sviluppi della ricerca. «Ricerche di questo tipo -dice ancora lo scienziato- sono una prima risposta all’esplosione internazionale dei programmi di drug discovery ed alle loro crescenti esigenze». «I nostri progetti futuri -conclude Arosio- mirano a sviluppare il sensore per applicazioni nei test ad alta efficienza di nuovi farmaci e nella diagnostica, in particolare nell’imaging avanzato per lo studio di patologie neurologiche».