Il microscopio olotomografico per studiare i neurotrasmettitori

Quanto conosci la noradrenalina?

La noradrenalina è un importante neurotrasmettitore prodotto dal nostro sistema nervoso. Rilasciata a livello delle terminazioni nervose, la noradrenalina gioca un ruolo essenziale nella regolazione della pressione sanguigna, dei livelli di zuccheri e della scomposizione dei grassi. La sua azione è mediata da svariati recettori di membrana detti adrenorecettori. Esistono 3 classi di adrenorecettori (α1, α2 e β) ognuna delle quali regola differenti funzioni a seconda della tipologia cellulare. Per esempio, negli adipociti questi recettori regolano la lipolisi di riserve di grasso grazie a un preciso bilanciamento di segnali stimolatori o inibitori.

Un esempio di regolazione del metabolismo dei lipidi indotto dalla noradrenalina è riportato in figura 1, dove pre-adipociti sono stati incubati con il neurotrasmettitore per 45 minuti e poi visualizzati con un microscopio olotomografico in time-lapse. L’olotmografia è un approccio innovativo che consente l’osservazione nel tempo di colture cellulari senza danneggiare il campione. Tale tecnologia non richiede l’utilizzo di marcature fluorescenza, pertanto elimina ogni possibile danno indotto dalla fototossicità. I microscopi olotomografici, come quelli forniti da Nanolive, sono dunque non invasivi e adatti alla visualizzazione di processi cellulari anche per più giorni. Inoltre, la loro altissima risoluzione, sia spaziale che temporale, consente di apprezzare dettagli subcellulari lungo tutta la durata dell’esperimento in real-time, come le dinamiche delle lipid droplets.

Figura 1: Frame di un video Nanolive con pre-adipociti incubati con noradrenalina. Dopo il trattamento, le cellule sono state osservate a 45 minuti, 4,5 ore e 48 ore con time-lapse di 15 minuti a 6 secondi di frequenza. Nei primi frame, la cellula presenza alcuni accumuli di lipid droplets vicino al nucleo, le quali aumentano di numero e diametro nel corso dell’esperimento.

Le lipid droplets sono organelli cellulari coinvolti in numerose funzioni (tra cui la regolazione del metabolismo lipidico) e sono visibili con Nanolive in maniera label-free. Tali organelli infatti appaiono come luminose sfere bianche localizzate nel citoplasma come riportato in figura 1. Nei vari frame, le lipid droplets acquisiscono un diametro maggiore con il passare del tempo e tendono ad accumularsi attorno al nucleo in 48 ore. Ciò è dovuto al segnale indotto dalla noradrenalina in combinazione con l’adrenorecettore inibitore α2-AR, il quale è maggiormente espresso sulla membrana dei pre-adipociti. Per esempio, negli adipociti maturi l’adrenorecettore maggiormente espresso è il recettore stimolatorio β3-AR e l’effetto causato dalla noradrenalina sarebbe opposto. Di conseguenza, analizzare le differenti risposte di colture cellulari diverse con l’olotmografia di Nanolive potrebbe far luce sul ruolo della noradrenalina nel differenziamento cellulare.

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