Newswise – “La ragione per cui la nostra pelle diventa più coriacea e spessa quando invecchiamo potrebbe essere dovuta a una perdita di elasticità nelle cellule”, dice Igor Sokolov della Clarkson University, che ha presentato i suoi ultimi risultati di ricerca durante una sessione sulle tecniche di bio-imaging al meeting annuale della American Physical Society (APS) di marzo a Montreal. I ricercatori sperano che la scoperta di Sokolov possa fornire una nuova direzione per la ricerca sul trattamento delle malattie legate all’età che coinvolgono la perdita di elasticità nei tessuti epiteliali. Gli scienziati sanno da molto tempo che i tessuti epiteliali umani perdono elasticità con l’invecchiamento. È stato implicato nella patogenesi di molte malattie progressive dell’invecchiamento, tra cui l’indurimento delle arterie, la rigidità delle articolazioni, la cataratta, l’Alzheimer e la demenza. Tuttavia, i ricercatori precedenti credevano che la causa della perdita fosse solo la “colla” che sigilla i tessuti epiteliali, le cosiddette proteine extracellulari, piuttosto che le cellule stesse. Molti trattamenti delle malattie causate dalla perdita di elasticità delle cellule si sono basati su questo presupposto.
Ma ora, Igor Sokolov della Clarkson University e i suoi colleghi, Craig Woodworth e Tamara Berdyyeva, hanno scoperto che le singole cellule epiteliali stesse diventano più rigide con l’età. Sviluppando un nuovo metodo di microscopia a forza atomica (AFM) per studiare le cellule, hanno scoperto che il modulo di Young, una misura della rigidità delle cellule epiteliali, è da due a dieci volte superiore in età avanzata (vicino alla senescenza) rispetto alle cellule giovani. Questo aiuta a spiegare perché la pelle spesso appare e si sente più coriacea con l’età. La ricerca permette anche agli scienziati di guardare al problema della perdita di elasticità da nuove posizioni.
Sokolov sta usando l’AFM per studiare singole cellule epiteliali umane. Queste cellule si trovano nella pelle, così come in altri tessuti che rivestono le superfici del corpo, compresi i vasi sanguigni, i reni, il fegato, il cervello, gli occhi, ecc.
Per studiare l’effetto dell’invecchiamento e dell’elasticità, Sokolov e i suoi colleghi hanno usato un invecchiamento rapido in cellule epiteliali in vitro in condizioni fisiologiche, e poi hanno sondato l’elasticità di queste cellule. “Tuttavia, una tipica sonda AFM rigida è troppo affilata per misurare rapidamente le cellule mentre sono vive, e per ottenere dati statistici affidabili”, dice Sokolov. Così ha aggiunto una palla di silice di cinque micron alla punta AFM. “Questa sfera preme lentamente contro la cellula studiata, mentre l’AFM rileva la deformazione causata dalla pressione applicata. Meno deformazione viene rilevata, più rigida è la cellula che osserviamo”, ha spiegato.
Si può scoprire cosa causa questa perdita di elasticità? Sokolov ha ipotizzato che il segreto risieda nel citoscheletro cellulare, la parte più rigida della cellula, e lo ha fotografato usando l’AFM. Sokolov dice: “Abbiamo sviluppato un modo semplice e piacevole per immaginare il citoscheletro cellulare con l’AFM. In genere, questo è difficile da fare perché il citoscheletro è nascosto all’interno della cellula e l’AFM può immaginare solo la superficie”.
Sokolov e i suoi colleghi hanno trovato un modo per esporre il citoscheletro in superficie rimuovendo e lavando l’intero contenuto della cellula, a parte il citoscheletro. Dopo aver fatto questo, gli scienziati hanno scoperto che l’aumento della rigidità nelle cellule più vecchie è fortemente correlato con la quantità di fibre superficiali del citoscheletro per unità di superficie (densità superficiale). “Vale la pena notare”, ha aggiunto Sokolov. “Nessun altro metodo ci permette di ottenere questo tipo di informazioni”.
Sokolov è assistente professore di fisica e chimica alla Clarkson University e membro del Center for Advanced Materials Processing (CAMP) dell’Università. La sua ricerca è stata parzialmente finanziata da una sovvenzione del New York State Office of Science, Technology and Academic Research (NYSTAR).
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