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05.11.2020 - 08:000

Scienziati creano le prime cellule umane trasparenti

Queste cellule possono modulare il modo in cui riflettono la luce grazie a un meccanismo molecolare usato dai calamari

Proprio come in un film di fantascienza, un team di scienziati dell’Università della California (UCI) ha modificato geneticamente alcune cellule umane rendendole invisibili. Hanno cioè fornito loro la capacità di riflettere la luce e modulare la loro trasparenza, grazie agli stessi meccanismi molecolari che alcuni calamari usano per sfuggire ai predatori.
«Per millenni l’uomo è stato affascinato dalla trasparenza e dall’invisibilità, che hanno ispirato speculazioni filosofiche, fiction e ricerca accademica», ha affermato Atrouli Chatterjee, ingegnere biomolecolare dell’UCI e prima autrice dello studio. «Il nostro progetto, che ricade decisamente nei confini della scienza, si focalizza sullo sviluppo di sistemi cellulari e tessuti che abbiano proprietà regolabili per la trasmissione, la riflessione e l’assorbimento della luce».
Il calamaro californiano (Doryteuthis opalescens), oltre a cambiare il colore della pelle, può anche rendere invisibili parti di quest’ultima, così da riuscire a mimetizzarsi e nascondersi dai predatori.
Le femmine di questa specie, ad esempio, sono in grado di far diventare quasi trasparente una striscia bianca lungo la schiena, utilizzando cellule specializzate chiamate leucofori, che hanno particelle legate alla membrana fatte di proteine ​​di riflettina. Queste proteine possono cambiare il modo in cui la luce viene trasmessa o riflessa attorno a loro. Inoltre, questi calamari sono capaci di alterare la disposizione di queste proteine all’interno delle loro cellule, grazie all’utilizzo di una sostanza chimica chiamata acetilcolina.
Questo stesso processo molecolare ha ispirato gli scienziati americani a modificare determinate cellule umane per renderle trasparenti. Per riuscirci, i ricercatori hanno coltivato cellule renali embrionali e le hanno modificate geneticamente affinché producessero la riflettina. Con stupore queste cellule si sono comportate esattamente come nei calamari, riuscivano cioè ad esprimere la riflettina, ma anche a racchiudere la proteina in nanostrutture sferoidali. Questa capacità di riflettere la luce può essere anche modulata attraverso stimoli esterni, come ad esempio le variazioni della concentrazione di cloruro di sodio.
«Siamo stati sorpresi non solo dal fatto che le cellule umane esprimano la riflettina, ma che la proteina sia impacchettata in nanostrutture sferoidali distribuite in tutta la cellula», ha dichiarato Alon Gorodetsky, co-autore dello studio. «Abbiamo verificato che le strutture formate dalla proteina hanno caratteristiche ottiche diverse rispetto al citoplasma della cellula; in altre parole, dal punto di vista ottico, si comportano più o meno come nelle cellule del calamaro».
I risultati di questo affascinante studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications dell’UCI. In futuro, questa importante scoperta potrà facilitare l’osservazione al microscopio dei processi biologici che avvengono nei tessuti. «I nostri risultati possono offrire una varietà di interessanti opportunità e possibilità nei settori della biologia, della scienza dei materiali e della bioingegneria», ha concluso il team di ricerca.


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