Colorante fluorescente che illumina il cervello

I chimici Rice Han Xiao e Stanford Zhen Cheng hanno scoperto un colorante fluorescente che illumina il cervello.

Gli scienziati della Rice University e della Stanford University hanno  sviluppato un nuovo strumento per l’imaging cerebrale non invasivo che può aiutare a illuminare le strutture e scoprire alcuni processi.

Questa  scoperta potrebbe essere di grande utilità nel campo della  chirurgia guidata dall’imaging. L’utilizzo di questo colorante fluorescente che illumina il cervello consentirebbe al neurochirurgo di determinare dove si trova il confine tra tessuto cerebrale normale e un eventuale tessuto tumorale.

Lo studio pubblicato sul Journal of the American Chemical Society potrebbe apportare quindi notevoli vantaggi e aprire la strada a  tecniche rivoluzionarie.

Fluorescence imaging

L’immagine a fluorescenza è una tecnica non invasiva che può aiutare a visualizzare i processi biologici che si verificano in un organismo vivente.

Consente un’ampia gamma di osservazioni sperimentali, tra cui la posizione e la dinamica dell’espressione genica, dell’espressione proteica e delle interazioni molecolari nelle cellule e nei tessuti.

Tramite questa procedura si è  in grado di visualizzare ciò che non è visibile sotto una normale luce bianca.

Si tratta di un campo in evoluzione delle scienze dell’imaging che ha già ottenuto importanti progressi, e che sta affrontando importanti sfide.

Il colorante fluorescente che illumina il cervello è un fuoroforo ovvero una molecola che, dopo avere assorbito fotoni di una certa lunghezza d’onda, esibisce fluorescenza.

La molecola di colorante fluorescente

Il colorante appartiene alla classe dei  formazanati ed è attualmente l’unico del suo genere in grado di attraversare la barriera emato-encefalica.

I formazanati sono composti ricchi di azoto e molto colorati, noti dalla fine del 1800 e studiati più da vicino dall’inizio degli anni ’40.

Sono composti chimici fluorescenti che possono riemettere luce dopo l’eccitazione della luce. Contengono tipicamente diversi gruppi aromatici combinati,  molecole planari o cicliche con diversi legami π .

Sono utilizzati in particolare per colorare tessuti, cellule o materiali in una varietà di metodi analitici.

La scoperta

L’utilizzo di questi composti in campo medico era già noto ma quanto più è profondo un organo tanto più sono richieste lunghezze d’onda maggiori. Nel caso di tessuti profondi si richiedono lunghezze d’onda da 1000 a 1700 nm

Infatti più profondo è un tessuto o un organo, più lunghe sono le lunghezze d’onda necessarie per discernere la presenza di piccole molecole fluorescenti.

A differenza delle altre molecole precedentemente utilizzate, questa molecola mostra fluorescenza nello spettro visibile e costituisce strumento non invasivo che “illumina il cervello”