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Importanza reale di ossidanti e antiossidanti - Nuove tecniche di misurazione sviluppate
Lo stato di ossidazione nell'organismo è strettamente correlato alla nutrizione, all'attività fisica, alle infezioni, al cancro e forse anche all'invecchiamento, secondo l'ultima versione del Centro tedesco per la ricerca sul cancro (DKFZ) di Heidelberg. Gli scienziati del DKFZ hanno sviluppato due nuovi sistemi di misurazione biologici con i quali è possibile analizzare meglio i cambiamenti rilevanti per la malattia nello stato di ossidazione delle cellule.
L'importanza di ossidanti e antiossidanti per la salute umana è "un sacco di errori e miti." Intrecciare le informazioni secondo cui i ricercatori Sun tradizionalmente assegnato più di un effetto dannoso per gli ossidanti, mentre gli antiossidanti sono considerati essere benefico per la salute. "Ma per molti anni, i ricercatori sanno che ossidanti endogeni aiutano mediatori come essenziale per mantenere le funzioni dell'organismo", dice DKFZ. Il tipo e la quantità, nonché la concentrazione spaziale e temporale degli ossidanti decidono qui in base agli esperti sull'effetto. "Ecco perché siamo interessati in cui le cellule e tessuti nel contesto di tutto l'organismo in quale situazione e per quanto tempo che ossidanti producono," dice il biologo cellulare Tobias Dick del DKFZ.
Le cellule tumorali causano la maggior parte di un cambiamento significativo nello stato di ossidazione nell'organismo. (Immagine: vitanovski / fotolia.com) Stato di ossidazione finora difficile da misurare
L'esatta rilevazione dello stato di ossidazione è di particolare interesse per i medici in vista della connessione con varie malattie. Qui è stato lo sviluppo di biosensori vibranti, che è stato il gruppo di lavoro guidato da Tobias Dick riuscì diversi anni fa, secondo i dati del Cancer tedesco Research Center "un passo importante per esplorare ossidanti del corpo." Così i piani di biosensori lasciati nel genoma di animali da esperimento uso ed i segnali luminosi emessi dai sensori indicavano la presenza di ossidanti molto specifici - "in tempo reale e alla singola cella esattamente" dice DKFZ. Tuttavia, il beneficio medico è stato finora basso, poiché i segnali luminosi possono penetrare nel tessuto solo a breve distanza. Finora, l'applicazione di tali sensori, secondo i ricercatori finora focalizzati su organismi piccoli o trasparenti. Ad esempio, i sensori sono particolarmente adatti per moscerini della frutta o pesci zebra. Al contrario, i sensori erano meno adatti per l'uso nei topi, che sono un importante organismo modello nella ricerca medica.
Distribuzione di ossidanti visualizzati
Il gruppo di ricerca guidato da Tobias Dick, tuttavia, è ora riuscito a superare le difficoltà nel catturare il biosensore conservando permanentemente la sua condizione nel tessuto rimosso. A tale scopo, gli scienziati usano una combinazione speciale di trattamento chimico e freddo. "La distribuzione spaziale degli ossidanti potrebbe essere visualizzata su una sezione di tessuto fissa così come corrisponde alla distribuzione nell'organismo vivente", riferisce il DKFZ. I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati sulla rivista "Science Signaling". Gli autori descrivono nell'articolo come esempi la distribuzione degli ossidanti in un tumore in crescita, la reazione del fegato a un'infiammazione e la reazione delle fibre muscolari alla fame. "Con il nuovo metodo, i ricercatori ora vogliono studiare l'influenza di malattie e droghe sulla distribuzione di ossidanti in tutto il corpo", ha detto il DKFZ.
Misura in tempo reale del livello di ossidante
In un secondo studio, gli scienziati di Tobias Dick si sono concentrati sul miglioramento della sensibilità dei biosensori al fine di visualizzare "le più piccole fluttuazioni metaboliche nella produzione di ossidanti, come quelle che si verificano durante i cambiamenti dietetici o durante l'attività fisica". Per questo hanno sviluppato per la prima volta un biosensore basato sulle cosiddette peroxiredoxine, che sono note come proteine con la più alta sensibilità al perossido di idrogeno. I nuovi sensori sono progettati per essere estremamente sensibili al minimo aumento o diminuzione del livello di ossidante, riferiscono gli scienziati. In un test dei sensori nelle cellule di lievito, secondo il DKFZ, "anche il movimento degli ossidanti tra le singole strutture all'interno della cellula potrebbe essere monitorato." Il secondo studio è stato pubblicato sulla rivista "Nature Chemical Biology". Il prossimo obiettivo è ora di riunire i due nuovi sviluppi, ad esempio, per esplorare come un cambiamento minimo nella produzione di ossidanti legati allo sviluppo di malattie metaboliche. (Fp)