Viaggio nella biologia cellulare e molecolare

Inside the Cell

3 March 2008 - 22:59

L’isotopo che aiuta

Una delle domande che prima o poi tutti ci siamo posti conoscendo il mondo biochimico o biologico-molecolare; è :
come si fa a riconoscere il metodo di sintesi delle sostanze metaboliche o i metodi di degradazione e le cinetiche enzimatiche? Come facciamo a immaginare la forma dei cromosomi, a riconoscere il cromosoma 1 dal 2 ecc.
i metodi ovviamente non sono ipotizzati solo sulla carta, vero è che oggigiorno i metodi computazionali , informatici ci sono di grande aiuto, ma quando siamo completamente a digiuno di intermedi biomolecolari, quando non si sa da che parte incominciare; la “radioattività” ci dà una mano, come diceva tempo fa uno slogan a tutti noi molto noto.
Infatti il riconoscimento delle sostanze intermedie di una catalisi oppure di un processo metabolico o anabolico si conosce per brevi passi, effettuando dei piccoli approcci e unendo tassello dopo tassello (facendo delle radiografie intermedie) possiamo avere alla fine un quadro completo di tutto il nostro “percorso” metabolico.
Bè il caso vuole che le cose non sono così semplici come si direbbero, infatti per conoscere la via metabolica di una sostanza si utilizzano dei metodi poco invasivi per la cellula anche perché non devono essere perturbate le condizioni fisiologiche della cellula.
Uno dei metodi per conoscere una via metabolica è di introdurre un metabolita marcato con un isotopo quali ad esempio un C13, ad esempio può essere utilizzato un gruppo glucidico come il glucosio in cui un atomo di C è stato sostituito con uno marcato, successivamente si andranno ricercare le altre sostanze che presenteranno una attività radio, così abbiamo determinato i possibilili metaboliti del glucosio.
Tale metodica chiamata di diagnosi nucleare non si ferma solo all’individuazione dei processi metabolici, ma trova ampio impiego in medicina.
Un metodo ampiamente studiato e impiegato consiste nell’approccio con un chelante bifunzionale (Bifunctional Chelating Agent, BFCA). Non vorremmo parlare sempre delle stesse cose, ma il caso vuole che la chimica biologica, spesso, si avvale di questi metodi; il chelante bifunzionale presenta da un lato un set coordinativo in grado di stabilizzare un metallo radioattivo, dall’altro un gruppo funzionale per l’ancoraggio covalente della biomolecola, che può essere diretto oppure mediato da uno spaziatore (linker), a dare il derivato BFCA(-linker)-BM. La scelta accurata del BFCA è uno degli aspetti fondamentali nella progettazione di radiofarmaci target-specifici.

In diagnostica ad esempio vengono utilizzati i cosiddetti radiofarmaci che sono delle sostanze radioattive in grado di legarsi e accumularsi sui tessuti bersaglio quali ad esempio organi interni come la tiroide e studiare, tramite visualizzazione di una lastra, la struttura dell’organo.

Una dei nuovi approcci clinici in ambito di medicina nucleare si basa sull’uso di globuli bianchi marcati, i globuli bianchi come bene o male tutti sappiamo hanno funzione immunitaria, e quindi si accumulano in settori in cui è in atto un processo infiammatorio, ciò è utile alla diagnostica dello studio di processi infiammatori in atto, questa tecnica si chiama “scintigrafia”.

Viene ad esempio utilizzata quando si vogliono conoscere lesioni dell’apparato osseo, oppure dell’apparato nervoso.

Oppure è una tecnica utilizzata anche per diagnosticare se l’attività farmacologia antibiotica in atto è stata efficace.
Comunque a mio avviso una delle future applicazioni degli isotopi, è la diagnostica tumorale, in particolare delle metastasi tumorali, infatti utilizzando un trasportatore specifico possiamo evidenziare la location delle metastasi tramite scintigrafia, questo (come vedremo in seguito, nei prossimi post) è possibile, utilizzando dei trasportatori specifici che riconoscono delle cellule tumorali.

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Tags: analisi biomolecolare, chelanti bifunzionali, citologia, immagini molecolari, istologia, scintigrafia

 

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