Martedì 14 Luglio 2015

La morte delle cellule (Apoptosi) e una competizione sulla tecnologia TRPS

 Andrew Devitt e Allan Cameron, Università di Aston

Vi proponiamo due interessanti articoli riguardanti la tecnologia TRPS.

Il primo ha come argomento la morte delle cellule. Questo articolo spiega come milioni di cellule muoiano ogni minuto (questo fenomeno viene chiamato tecnicamente apoptosi) Queste cellule necessitano di essere rimpiazzate, perché danneggiate, malate, o semplicemente perché indesiderate. Le cellule morenti rilasciano un flusso di vescicole extracellulari. Queste vescicole attraggono i fagociti, inviando loro un segnale, praticamente guidandoli verso le cellule da, appunto, fagocitare. La tecnologia TRPS di IZON ha permesso ai ricercatori della Aston University di ottenere una caratterizzazione più efficace e una migliore precisione che hanno permesso loro di raggiungere progressi fondamentali nei loro studi.

L'altro articolo riguarda una "gara" che si è tenuta all'Università di Loughborough. Otto laureandi del Dipartimento di Chimica dell'Università di Loughborough hanno partecipato a una competizione riguardante la comprensione delle applicazioni della tecnologia TRPS, ciascun studente ha presentato dei report con i risultati delle proprie ricerche. Tali risultati sono riportati in alcune pubblicazioni, che spiegano dal punto di vista del ricercatore le applicazioni e i vantaggi ottenibili tramite l'utilizzo della tecnologia TRPS.

La morte delle cellule - Apoptosi
 Andrew Devitt e Allan Cameron, Università of Aston
Andrew Devitt e Allan Cameron, Università of Aston

Ogni minuto milioni di cellule muoiono all'interno del nostro organismo, attraverso un processo conosciuto come apoptosi. Questa morte cellulare, che è regolata in maniera molto rigorosa, è essenziale per la vita. Controlla funzioni essenziali, come lo sviluppo delle risposte immunitarie attraverso la rimozione di cellule malate, danneggiate, o semplicemente indesiderate. Perché questo processo sia utile, le cellule morenti devono essere individuate e mangiate dai fagociti. Se le cellule morenti non vengono fagocitate in breve tempo, si disperdono nell'organismo e causano infiammazioni e malattie. I ricercatori dell'Università di Aston, guidati dal Dr Andrew Devitt, sono focalizzati nella comprensione del complesso meccanismo che media il processo di ritrovamento ed eliminazione delle cellule morenti.

Uno degli elementi chiave è che le cellule morenti rilasciano un flusso di vescicole, particelle biologiche veramente piccole, che i fagociti seguono fino alla sorgente, cioè la cellula morente.

Queste vescicole, dette corpi apoptotici (ACdEV), sono rilasciate nel momento in cui le cellule entrano in apoptosi, e i ricercatori di Aston hanno dimostrato che le vescicole ACdEV giocano un ruolo importante nella comunicazione tra le cellule, fattore essenziale all'interno del processo. Queste vescicole presentano molecole del tipo ICAM-3 e altri segnali sulla superficie che attraggono i macrofagi nei luoghi in cui le cellule stanno morendo. Si comportano praticamente come un antipasto in vista del piatto principale, che è il corpo della cellula, finalmente andato in apoptosi.

Allan Cameron lavora in un gruppo di ricercatori guidato dal Dr Andrew Devitt e dal Prof Yvonne Perrie, con base alla School of Life and Health Sciences, Università di Aston a Birmingham, Regno Unito. Questo gruppo si sta occupando della prima esaustiva analisi struttura-funzione dei corpi apoptici ACdEV. In quanto parte significativa dell'apoptosi, un processo anti-infiammatorio, - le vescicole extracellulari possono contribuire a definire una nuova terapeutica o aiutare a migliorare i metodi di incapsulamento per la drug delivery.

L'efficace caratterizzazione degli ACdEV effettuata tramite il qNano del gruppo fornisce una analisi dettagliata della produzione di vescicole durante il processo di apoptosi. Questa informazione viene collegata a un range di esami funzionali in vitro e in vivo per definire il valore e la funzione delle EV durante l'apoptosi. La capacità di correlare i dati ottenuti con il qNano e altra strumentazione con l'azione immunomodulante degli ACdEV rappresenterà un significativo progresso nel campo. La Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS) permette una più efficace caratterizzazione e precisione per rendere possibile uno studio onnicomprensivo.

Il laboratorio del Prof. Devitt è uno dei più avanzati a livello mondiale nel campo dello studio delle cellule apoptotiche, ed è in rapida espansione con la realizzazione di un nuovo Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) focalizzato proprio sulle ACdEV, partito nel 2015.

Un progetto di ricerca della Loughborough University sulla TRPS mette a confronto i propri laureandi
Karl Goddard, il vincitore della competizione Izon Science con Hans Van Der Voorn, CEO di Izon Science
Karl Goddard, il vincitore della competizione Izon Science con Hans Van Der Voorn, CEO di Izon Science

8 studenti laurandi del Dipartimento di Chimica della Loughborough University hanno partecipato a una competizione riguardante la comprensione delle applicazioni della TRPS, e hanno presentato un rapporto con il risultato delle loro ricerche. Gli studenti hanno passato due settimane al lavoro sul qNano occupandosi di argomenti a loro scelta, supervisionati dal Dr Mark Platt. I risultati degli studi sono stati esaminati da un pool di tecnici alla IZON. I vincitori riconosciuti sono: Karl Goddard, primo classificato, William Oakley e Nguya Lupindula scelti come secondi classificati. I premi sono stati consegnati da Hans Van Der Voorn, CEO di Izon Science.

Il risultato della ricerca di Karl, intitolato ‘qNano - a robust and intuitive instrument capable of modernising the high school science laboratory,’ indaga sulle difficoltà affrontate dagli studenti quando si confrontano con gli strumenti di laboratorio. Il qNano potrebbe essere strumentale nel facilitare l'accesso degli studenti a un'ampia gamma di esperimenti in ambito scolastico. Il report che ha vinto il primo premio può essere consultato a questo link.

I secondi classificati, William Oakley e Nguya Lupindula hanno presentato rispettivamente i seguenti lavori: ‘TRPS as a method for detection of milk spoilage,’ e ‘Analysis of protein-nanoparticle interactions using TRPS’.

Altri argomenti presi in esame dai partecipanti includevano: ‘The effect of time on milk sample measured with a qNano instrument,’ ‘Investigating the use of TRPS to study the growth of escherichia coli,’ 'Qualitative and quantitative analysis of nanoparticles in solution using a resistive pulse sensor,’ e ‘Use of TRPS for milk characterisation.'

Il Dr Mark Platt e il suo gruppo di ricercatori usa il qNano per una precisa caratterizzazione delle nanoparticelle. Le particelle vengono funzionalizzate con pezzi di DNA che permettono loro di "legarsi" a target biologici. La misurazione delle variazioni in carica e dimensione delle particelle permette di quantificare la presenza di biomarcatori in soluzione, fornendo così una prova biologica.

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