Πολύχρωμα φωτεινά… νεύρα. Stain every nerve

To «ταξίδι» της αφής μέσα από φθορίζοντα χρώματα αποκαλύπτουν οι επιστήμονες του EMBL. A bundle of nerves that relays information from touch receptors on the skin to the spinal cord and ultimately the brain, imaged with the new technique. Credit: EMBL/L.Castaldi

Εντυπωσιακές εικόνες από τα νεύρα που «φωτίζονται» κάθε φορά που αγγίζουμε κάτι αποκαλύπτουν οι ερευνητές του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας (EMBL), με τη βοήθεια μιας νέας απεικονιστικής μεθόδου.

Όπως αναφέρουν με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature Methods» η τεχνική SNAP-tagging – που αφορά στην πρωτεΐνη SNAP και μέχρι σήμερα χρησιμοποιούνταν για τη μελέτη κυτταρικών καλλιεργειών – δοκιμάστηκε επιτυχώς για πρώτη φορά στη μελέτη των αισθητήριων νεύρων ζωντανών ποντικιών. Η συγκεκριμένη μέθοδος επιτρέπει στους επιστήμονες να «σημάνουν» σημεία τα οποία υπό άλλες συνθήκες δεν θα ήταν σε θέση να διακρίνουν, προσφέροντας έτσι πολύτιμη βοήθεια κατά τη μελέτη της περίπλοκης δομής των ιστών.

«Βουτιά» στις αισθήσεις

Οι ειδικοί κατάφεραν να παρατηρήσουν για πρώτη φορά με τόση ακρίβεια τα «παρακλάδια» του νεύρου, με κόκκινο χρώμα. “This is my favorite image – we’d never seen anything like this until we used this technique,” says Heppenstall. “It shows that free nerve endings [red] in the skin split into an incredible number of branches.” IMAGE: EMBL/S. MORLEY

Στις εικόνες που παρουσιάζουν οι επιστήμονες εμφανίζονται τα νεύρα, οι υποδοχείς της αφής και θύλακες από το τρίχωμα των ποντικιών με φθορίζοντα χρώματα, αποκαλύπτοντας έναν νέο, καινοτόμο κόσμο της μικροσκοπίας.

The nerves (red) that branch into a ‘basket’ of endings around the base of each hair (thick blue line), in unprecedented detail. Credit: EMBL/Laura Castaldi

«Λεπτεπίλεπτες δομές όπως π.χ. τα νεύρα τα οποία περιβάλλουν τον θύλακα μιας τρίχας στο δέρμα, είναι πλέον ορατά. Πλέον μπορούμε να τα δούμε ξεκάθαρα κάτω από το μικροσκόπιο» εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης δρ Πάουλ Χέπενσταλ.

Previous approaches using labels that relied on antibodies had difficulty penetrating the skin. Credit: EMBL/Rahul Dhandapani

Με σκοπό να μελετήσουν το «ταξίδι» της αφής ενός ποντικιού, οι ερευνητές πραγματοποίησαν τη δοκιμή τους σε γενετικά τροποποιημένα πειραματόζωα, τα κύτταρα των οποίων παρήγαγαν πρωτεΐνη SNAP. Χρησιμοποίησαν ακόμα τεχνητές χρωστικές ουσίες, ικανές να διαπεράσουν το «φράγμα» του δέρματος και να ξεχωρίζουν από την εικόνα του δέρματος υπό συνθήκες φθορισμού.

Researchers can now use custom-made artificial labels, obtaining much more detailed images of the skin’s nerves. Credit: EMBL/Fernanda de Castro Reis

Οι χρωστικές αυτές, σε ρόλο «φάρου» προσδένονται σε συγκεκριμένες χημικές δομές, στις οποίες γαντζώνονται σαν μικροσκοπικές άγκυρες. Στην προκειμένη περίπτωση περιείχαν μια χημική ουσία που προσδενόταν στην πρωτεΐνη SNAP, με αποτέλεσμα οι ερευνητές να είναι σε θέση να τις παρακολουθούν κάτω από το μικροσκόπιο.

Στόχος του Χέπενσταλ είναι η εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθόδου για την καταγραφή της δραστηριότητας μεμονωμένων νευρώνων. Όπως εξηγεί ο ίδιος, θα μπορούσε π.χ. προκαλώντας κάποιο ερέθισμα στο δέρμα του πειραματόζωου ή μέσω της αλλαγής θερμοκρασίας, να παρακολουθήσει το «ταξίδι» της πληροφορίας μέσω του αισθητηριακού νεύρου, στο νευρικό «δίκτυο» για να καταλήξει τέλος στον εγκέφαλο.