Negli ultimi anni, mentre i fisici discutono ancora sulla natura illusoria del tempo, i biologi non hanno dubbi sulla sua importanza per comprendere la vita come un sistema dinamico. Recentemente, ricercatori del laboratorio del Prof. Ido Amit presso l’Istituto Weizmann di Scienze hanno sviluppato una tecnologia innovativa chiamata Zman-seq, capace di tracciare e misurare nel tempo singole cellule all’interno del corpo umano.
La tecnologia Zman-seq, descritta in uno studio pubblicato su Cell, si basa sull’etichettatura delle cellule con marcatori temporali e sulla loro tracciabilità in tessuti sani o patologici. Questa “macchina del tempo cellulare” consente ai ricercatori di esplorare la storia delle cellule, comprendendo quanto tempo ciascuna cellula abbia trascorso in un determinato tessuto e rivelando le sequenze di eventi cellulari.
Immagini ad alta risoluzione sullo sviluppo di malattie
Le tecnologie a singola cellula hanno fatto passi da gigante negli ultimi anni, permettendo agli scienziati di ottenere immagini ad alta risoluzione sullo sviluppo di malattie e sulla risposta del corpo a diversi farmaci. Tuttavia, queste indagini fornivano solo “istantanee” separate degli eventi cellulari senza tener conto della dimensione temporale. Il metodo Zman-seq colma questa lacuna, consentendo una comprensione più approfondita dei cambiamenti molecolari e cellulari nel tempo.
Il dottor Daniel Kirschenbaum, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Amit, è il principale artefice di questa tecnologia. Il suo lavoro si è concentrato su tumori cerebrali, in particolare sul glioblastoma, il tumore cerebrale più comune e aggressivo. Kirschenbaum sottolinea che comprendere il comportamento delle cellule immunitarie è cruciale per sconfiggere il cancro, poiché una parte significativa dei tumori è composta da cellule immunitarie disfunzionali.
La svolta è arrivata quando Kirschenbaum ha adottato un approccio innovativo: invece di misurare il tempo all’interno del tessuto tumorale, ha deciso di marcare le cellule mentre erano ancora nel flusso sanguigno, consentendo di tracciare il loro ingresso nei tessuti e le successive dinamiche temporali. Questo approccio ha permesso di comprendere rapidamente perché il sistema immunitario risulta disfunzionale nel glioblastoma.
Le cellule natural killer
Utilizzando Zman-seq, il team di ricerca ha identificato che le cellule natural killer, essenziali per combattere le cellule tumorali, diventano disfunzionali entro 24 ore dal loro ingresso nel tumore. Questa scoperta fornisce una spiegazione alla scarsa efficacia delle terapie che sfruttano il sistema immunitario contro il glioblastoma.
Oltre a Kirschenbaum, altri membri del laboratorio di Amit hanno contribuito allo sviluppo di Zman-seq, mentre collaborazioni con esperti immunologi e biologi computazionali hanno arricchito ulteriormente la ricerca. Attualmente, il laboratorio sta esplorando modi per bloccare i checkpoint tumorali che disabilitano il sistema immunitario, con l’obiettivo di riattivare la risposta immunitaria contro il glioblastoma e altri tumori difficili da trattare.
In futuro, il team mira ad adattare Zman-seq per studiare le dinamiche temporali delle cellule in tutto il corpo umano. Ad esempio, la tecnologia potrebbe essere utilizzata per analizzare le cellule immunitarie durante le terapie preoperatorie per ottimizzare i trattamenti post-chirurgici. Amit conclude affermando che Zman-seq fornisce “fatti concreti”, misurazioni empiriche che potrebbero portare a nuove prospettive per terapie più efficaci contro il cancro e altre patologie.
