La biopsia della singola cellula con “micro-pinzette”

In questo lavoro gli Autori, una squadra internazionale comprendente il Department of Chemistry, Imperial College London, UK, il Department of Electrical and Computer Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN negli USA, il Department of Experimental Medicine and Toxicology, Imperial College London, UK, il Department of Neuroscience, Physiology and Pharmacology, University College London, UK e la School of Electronic and Electrical Engineering, Pollard Institute, University of Leeds, UK descrivono la realizzazione di “micro-pinzette” caratterizzate da una bassa invasività che possono essere controllate spazialmente per estrarre campioni molecolari da singole cellule viventi con una precisione definita di singole molecole. Questo metodo bioptico non aspira il liquido citoplasmatico e consente la preconcentrazione dell’analita in tempo reale. Questa tecnica è particolarmente potente, specialmente per l’individuazione di specie molecolari scarsamente presenti, che attualmente sfuggono ai metodi più avanzati. Queste nano-trappole utilizzano la dielettroforesi (DEP) per intrappolare le molecole sottoposte a un campo elettrico non uniforme. Inoltre gli Autori dimostrano la capacità di queste nano-pinzette, capaci di effettuare biopsie della singola cellula, di estrarre del DNA direttamente dal nucleo di cellule umane di osteosarcoma (U2OS) e cellule endoteliali dell’arteria polmonare dell’uomo (HPAEC). Allo stesso modo, sono stati in grado di estrarre l’RNA dal citoplasma delle HPAEC permettendo l’analisi genomica. Questo potente strumento può essere utilizzato per eseguire la manipolazione di singoli organelli intrappolando ed estraendo singoli mitocondri dai neuroni ippocampali dei roditori. Poiché questo metodo è compatibile con la microscopia a scansione di sonda (SPM, Scanning Probe Microscopy) un ramo della microscopia che forma le immagini di superfici usando una sonda fisica che esegue la scansione del campione, queste sonde DEP possono, in conclusione, fornire la base per un campionamento sequenziale temporale e spaziale della stessa cellula o tessuto per l’analisi genomica, dell’espressione genica e dell’analisi di singoli organi. In questo modo viene superato il limite delle tecniche precedenti che non permettono di eseguire studi dinamici poiché l’output è semplicemente una “istantanea” del profilo trascrizionale della cellula in un particolare momento. Questo permetterà la comprensione della diversità molecolare di cellule apparentemente identiche e sarà cruciale nel chiarire l’eterogeneità genetica di tessuti ed organi per aiutare la progettazione accurata di modelli di malattia e terapie specifiche per il paziente. Tutto questo potrà permettere di realizzare in futuro l’”Atlante cellulare umano”, che mira a creare una mappa di riferimento di tutte le cellule umane dopo il sequenziamento del genoma umano.