Traccianti non radioattivi: alternativa sensibile per ricerca medica e biologica

Un tracciante è un isotopo che può essere monitorato mentre si muove attraverso i percorsi di un sistema o organismo vivente. Per decenni gli scienziati hanno lavorato per aumentare la sensibilità degli isotopi non radioattivi, che ora possono competere con i traccianti radioattivi in campo medico e in altri campi della biologia.

Traccianti radioattivi

• Il vantaggio iniziale dei traccianti radioattivi era la loro relativa alta sensibilità. Sono tipicamente rilevabili a concentrazioni molto più basse degli isotopi non radioattivi. Tuttavia, ci sono potenziali problemi: rischio per la salute, necessità di manipolazione speciale, smaltimento dei rifiuti radioattivi sempre più difficile e costoso.

Come funzionano

• Secondo i biologi molecolari di Molecular Station, i traccianti non radioattivi usano l'effetto moltiplicatore di un enzima per competere con la sensibilità dei traccianti radioattivi. Se l'enzima è accoppiato a una sonda che rileva le molecole bersaglio, produrrà molte molecole del prodotto, amplificando il segnale.

  Se il prodotto dell'enzima è chemiluminescente (emette luce), il metodo è particolarmente efficiente. Lì, la molecola emette molti fotoni, amplificando ulteriormente il segnale. La luce può essere rilevata con autoradiografia su pellicola a raggi X o con un fosforimager.

  L'uso di substrati enzimatici che cambiano colore è un'alternativa alla chemiluminescenza. Questi substrati cromogenici producono bande colorate corrispondenti alla posizione dell'enzima, quindi alla posizione della molecola bersaglio. L'intensità del colore è direttamente correlata alla quantità della molecola d'interesse.

Usi

• Il Department of Pediatrics dell'Hospital for Sick Children di Toronto ha sviluppato un semplice metodo non radioisotopico per identificare rapidamente i portatori della malattia di Tay-Sachs, causata da mutazione genetica. Le mutazioni sono state tracciate attraverso l'enzima polimerasi nel DNA e accoppiate a una sonda, che ha reagito con un coniugato fosfatasi, producendo una dimostrazione colorimetrica. La semplicità e l'evitamento di radioisotopi rendono questo metodo potenzialmente molto utile.

  Scienziati del Department of Neurology della University of Rochester School of Medicine and Dentistry a New York hanno sviluppato un metodo stabile non radioisotopico per misurare la secrezione di immunoglobulina G nel plasma.

  Dal 2004 uno screening non radioattivo è usato per rilevare composti antimalarici a Panama. L'assay si basa sul legame di fluorocromi al DNA a doppio filamento del parassita. I paesi in via di sviluppo potrebbero trarre maggior vantaggio dall'uso di traccianti non radioattivi dove l'accesso e lo smaltimento di radioisotopi è più difficile e costoso.