Autoradiografia
In biologia, questa tecnica può essere utilizzata per determinare la localizzazione tissutale (o cellulare) di una sostanza radioattiva, introdotta in una via metabolica, legata ad un recettore o ad un enzima, o ibridata ad un acido nucleico. Le applicazioni per l’autoradiografia sono ampie, che vanno dal biomedico alle scienze ambientali all’industria.
Autoradiografia del recettoreModifica
L’uso di ligandi radiomarcati per determinare le distribuzioni tissutali dei recettori è definito autoradiografia del recettore in vivo o in vitro se il ligando viene somministrato nella circolazione (con successiva rimozione e sezionamento del tessuto) o applicato alle sezioni di tessuto, rispettivamente. Una volta che la densità del recettore è nota, l’autoradiografia in vitro può anche essere usata per determinare la distribuzione anatomica e l’affinità di un farmaco radiomarcato verso il recettore. Per l’autoradiografia in vitro, il radioligando è stato applicato direttamente su sezioni di tessuto congelato senza somministrazione al soggetto. Così non può seguire completamente la distribuzione, il metabolismo e la situazione di degradazione nel corpo vivente. Ma perché l’obiettivo nelle criosezioni è ampiamente esposto e può il contatto diretto con il radioligando, l’autoradiografia in vitro è ancora un metodo rapido e facile per lo screening di candidati farmaci, PET e ligandi SPECT. I ligandi sono generalmente marcati con 3H (trizio), 18F (fluroina), 11C (carbonio) o 125I (radioiodio). Rispetto all’in vitro, l’autoradiografia ex vivo è stata eseguita dopo la somministrazione del radioligando nel corpo, che può diminuire gli artefatti e sono più vicini all’ambiente interno.
La distribuzione dei trascritti RNA nelle sezioni di tessuto mediante l’uso di oligonucleotidi o acidi ribonucleici complementari radiomarcati (“riboprobes”) è chiamata istochimica di ibridazione in situ. Precursori radioattivi di DNA e RNA, rispettivamente -timidina e -uridina, possono essere introdotti in cellule viventi per determinare la tempistica di diverse fasi del ciclo cellulare. Anche le sequenze virali di RNA o DNA possono essere localizzate in questo modo. Queste sonde sono solitamente marcate con 32P, 33P o 35S. Nel regno dell’endocrinologia comportamentale, l’autoradiografia può essere usata per determinare l’assorbimento ormonale e indicare la posizione del recettore; un animale può essere iniettato con un ormone radiomarcato, o lo studio può essere condotto in vitro.
Tasso di replicazione del DNAModifica
Il tasso di replicazione del DNA in una cellula di topo che cresce in vitro è stato misurato tramite autoradiografia come 33 nucleotidi al secondo. Il tasso di allungamento del DNA del fago T4 in E. coli infettato dal fago è stato anche misurato dall’autoradiografia come 749 nucleotidi al secondo durante il periodo di aumento esponenziale del DNA a 37 °C.
Rilevamento della fosforilazione delle proteineModifica
Fosforilazione significa l’aggiunta posttraslazionale di un gruppo fosfato a specifici aminoacidi delle proteine, e tale modifica può portare a un drastico cambiamento nella stabilità o nella funzione di una proteina nella cellula. La fosforilazione delle proteine può essere rilevata su un’autoradiografia, dopo aver incubato la proteina in vitro con la chinasi appropriata e γ-32P-ATP. Il fosfato radiomarcato di quest’ultimo viene incorporato nella proteina che viene isolata tramite SDS-PAGE e visualizzata su un’autoradiografia del gel. (Vedere la figura 3. di un recente studio che mostra che la proteina legante CREB è fosforilata da HIPK2.)
Rilevamento del movimento dello zucchero nel tessuto vegetaleModifica
In fisiologia vegetale, l’autoradiografia può essere utilizzata per determinare l’accumulo di zucchero nel tessuto fogliare. L’accumulo di zucchero, in relazione all’autoradiografia, può descrivere la strategia di carico del floema utilizzata in una pianta. Per esempio, se gli zuccheri si accumulano nelle vene minori di una foglia, ci si aspetta che le foglie abbiano poche connessioni plasmodesmatiche, il che è indicativo di un movimento apoplastico o di una strategia attiva di caricamento del floema. Gli zuccheri, come il saccarosio, il fruttosio o il mannitolo, sono radiomarcati con , e poi assorbiti nel tessuto fogliare per semplice diffusione. Il tessuto fogliare viene poi esposto alla pellicola autoradiografica (o emulsione) per produrre un’immagine. Le immagini mostreranno modelli distinti della vena se l’accumulo dello zucchero è concentrato nelle vene della foglia (movimento apoplastico), o le immagini mostreranno un modello statico-come se l’accumulo dello zucchero è uniforme in tutta la foglia (movimento simplastico).
Altre tecnicheModifica
Questo approccio autoradiografico contrasta con tecniche come la PET e la SPECT dove l’esatta localizzazione tridimensionale della sorgente di radiazioni è fornita dall’uso attento del conteggio delle coincidenze, dei contatori gamma e di altri dispositivi.
Il krypton-85 è usato per ispezionare i componenti degli aerei per piccoli difetti. Il krypton-85 viene fatto penetrare in piccole crepe, e poi la sua presenza viene rilevata tramite autoradiografia. Il metodo è chiamato “krypton gas penetrant imaging”. Il gas penetra in aperture più piccole rispetto ai liquidi usati nell’ispezione dei penetranti colorati e nell’ispezione dei penetranti fluorescenti.