Tra i vari organelli presenti nella cellula, i mitocondri sono molto probabilmente i più conosciuti. Famosi per essere la “centrale elettrica” della cellula, i mitocondri hanno svariati ruoli legati al metabolismo cellulare e non. Negli ultimi decenni, è stato notato che i mitocondri possono essere trasferiti tra una cellula e l’altra. Questo processo di migrazione mitocondriale può avere svariati effetti, nella maggior parte dei casi, effetti positivi come l’interruzione e l’inibizione dell’apoptosi (processo di morte controllata).
Visualizzare e monitorare questi processi subcellulari è estremamente impegnativo, in quanto gli organelli coinvolti sono di dimensioni ridotte (inferiori al micron) e particolarmente dinamici. Ad aumentare notevolmente la difficoltà dell’esperimento è la sensibilità delle cellule e degli stessi organelli, i quali, soprattutto con l’utilizzo di sonde a fluorescenza, subiscono danni inevitabili dovuti alla fototossicità.
Una soluzione molto valida per effettuare live-imaging di processi sub-cellulari in maniera non-invasiva è rappresentata dall’olotomografia di Nanolive. Questa tecnologia innovativa consente una quantificazione diretta dell’indice di rifrazione e l’ottenimento di immagini ad alta risoluzione spaziale e temporale senza l’utilizzo di fluorescenza. Di conseguenza questa strategia di imaging permette di visualizzare nel tempo processi sub-cellulari senza alterare il campione.
A riprova di quanto affermato riportiamo in figura 1 dei frame di un video olotomografico ricavato dal paper di Kim et al. 2021 (1). Nello specifico possiamo notare la creazione di un nanotube, una struttura transitoria che mette in contatto il citoplasma di due cellule, all’interno del quale un mitocondrio (e altre strutture) viene trasferito. Per dimostrare il passaggio dell’organello è stato utilizzato un marcatore a fluorescenza (verde) specifico per mitocondri.
Figura 1: Frames di un video olotomografico ottenuto con Nanolive CX-F. Dall’immagine principale, 4 frames consecutivi sono stati ricavati zoomando. Nello specifico i frames hanno una frequenza di acquisizione di 2 minuti. La prima linea di immagini corrisponde all’acquisizione in olotomografia, dove viene ottenuta una quantificazione diretta dell’indice di rifrazione. È possibile notare una struttura bianca che nel tempo migra dalla cellula di sinistra verso quella di destra. Nella seconda linea di immagini, la marcatura specifica per mitocondri conferma che la struttura migrata è un mitocondrio.
(1) Kim H, Choi JH, Moon CM, Kang JL, Woo M, Kim M. Shrimp miR-965 transfers tumoricidal mitochondria. Biol Proced Online. 2022 Oct 26;24(1):16. doi: 10.1186/s12575-022-00178-8. PMID: 36289539; PMCID: PMC9598032.