Analisi per immagini e imaging di cellule vive

Sistemi di imaging di cellule vive

Per visualizzare le complesse strutture e il comportamento delle cellule si ricorre a una varietà di tecniche diverse. Nelle analisi statiche, le cellule vengono fissate e colorate, il che comporta la morte della cellula e quindi la possibilità di cogliere solamente un determinato istante. Sebbene le tecniche statiche siano adatte per alcune applicazioni, non forniscono informazioni sulle attività cellulari. Gli approcci dinamici su cellule vive facilitano la visualizzazione della struttura, del comportamento o dei componenti cellulari, senza ricorrere alla colorazione tradizionale. Queste tecniche sono ideali per applicazioni che richiedono di riprodurre le condizioni presenti in vivo, ma anche per lo sviluppo di saggi predittivi per lo screening dei farmaci.

I sistemi di imaging su cellule vive utilizzano ottiche avanzate, sistemi di controllo delle condizioni ambientali e reagenti che consentono lo studio a lungo termine di cellule di mammifero, batteri e lieviti. I sistemi di coltura e imaging che si avvalgono anche di dispositivi microfluidici consentono un controllo preciso dei parametri del microambiente di coltura, come il flusso, la miscela gassosa e la temperatura, limitando nel contempo lo stress fisico delle cellule. L'imaging e l'analisi di cellule vive sono indicati per una vasta gamma di applicazioni, tra cui studi di ipossia, migrazione cellulare, coltura cellulare 3D, dinamiche del citoscheletro e trafficking di proteine. I sistemi più avanzati automatizzano le condizioni di coltura, la somministrazione e la sospensione dei trattamenti e gli intervalli di tempo tra un'acquisizione di immagini e l'altra per la creazione di immagini che possono essere fisse o video.

Reagenti per imaging di cellule vive

I terreni di coltura e i supplementi per l'imaging di cellule vive sono pensati per proteggere le cellule dai danni cellulari indotti dalla luce durante gli esperimenti time-lapse. Inoltre, questi reagenti sono formulati in modo da ridurre autofluorescenza e fotobleaching, il che migliora notevolmente la qualità delle immagini fluorescenti delle cellule.

È disponibile una varietà di coloranti per la colorazione delle cellule vive nel corso dello studio dei processi dinamici. Coloranti fluorescenti consentono la colorazione selettiva di organelli specifici, come nucleo, mitocondri, lisosomi, reticolo endoplasmatico (ER) e apparato di Golgi, oltre che di membrana cellulare, citoplasma e proteine del citoscheletro, il tutto senza aumento della citotossicità. I coloranti per organelli risultano inoltre utili come contro-colorazione nell'imaging delle cellule vive negli studi funzionali.

I biosensori a base di GFP e RFP possono essere utilizzati per rilevare una proteina specifica e la sua localizzazione subcellulare in cellule vive mediante microscopia a fluorescenza o acquisizione di video time-lapse. I sistemi a base di vettori lentivirali rappresentano uno strumento molto utilizzato per introdurre geni e prodotti genici nelle cellule e offrono molti vantaggi rispetto alla transfezione con metodi chimici. Oltre che per l’identificazione degli organelli, i coloranti per cellule vive capaci di permeare la cellula vengono utilizzati per applicazioni come il rilevamento dell'apoptosi, le analisi di vitalità e stato di salute cellulare, ipossia, studi sulle specie reattive dell'ossigeno, imaging con indicatori del calcio e esperimenti su cellule neurali o staminali.