CLARITY (acronimo di Clear, Lipid-exchanged, Anatomically Rigid, Imaging/immunostaining compatible, Tissue hYdrogel, così come citato dai suoi inventori), è una tecnica di preparazione di campioni istologici messa a punto da un team della School of Medicine della Stanford University, in una ricerca multidisciplinare finanziata dai National Institutes of Health, diretta da Karl Deisseroth e condotta da un'équipe di neuroscienziati, psichiatri, ingegneri e informatici: K. Chung, S. Kim, K.A. Zalocusky, J.H. Mattis, V. Gradinaru, S. Kalyanasundaram, S.M. Pak, C. Ramakrishnan, J.J. Mirzabekov, K. Deisseroth.[1]

In seguito sono stati pubblicati studi che hanno fatto uso della metodologia CLARITY per costruire ibridi gel-tessuti a base di acrilammide all'interno di tessuti per un migliore accesso ottico e molecole: tra questi studi vi sono stati quelli su cervelli umani affetti da sindrome di Alzheimer[2], su midollo spinale di topi[3], su modelli animali per la sclerosi multipla[4] e metodi di microscopia tra cui l'espansione e il gonfiaggio di tessuti per l'uso nella microscopia confocale[5] e nella light sheet microscopy migliorata attraverso la tecnica CLARITY (CLARITY Optimized Light-sheet Microscope, o COLM)[6].

Tecnica

La tecnica consente di rimuovere completamente il substrato lipidico presente nel cervello sostituendolo con un gel a base di varie componenti, tra cui acrilammide, bisacrilammide e formaldeide. La tecnica permette di ottenere, come risultato, la completa trasparenza rispetto alla luce dell'intero cervello. Il "lavaggio" del reticolo lipidico, opaco alla luce, e la sua sostituzione con un gel trasparente, rende completamente visibili le struttura cerebrali, pur preservandone l'integrità, in modo da poterle studiare con un dettaglio mai raggiunto se non attraverso pesanti biopsie[7]. Tentativi del genere erano già stati fatti in passato, ma i solventi usati creavano problemi nell'utilizzazione delle tecniche di fluorescenza impiegate nella norma per evidenziare le cellule e le strutture anatomiche[7].

La visibilità delle struttura consente una mappatura del cervello fino al livello molecolare, permette ai ricercatori di individuare "dove si trova un certo neurotrasmettitore, o dove un certo gene viene espresso"[7]. Essa permette di apprezzare le strutture più fini del tessuto biologico, lasciando inalterate le strutture su larga scala, a differenza di quanto accade con tecniche tradizionali, come il sezionamento in sottilissime fettine del cervello (microtomia).

Sebbene messa a punto per i tessuti cerebrali, la tecnica può essere estesa ai costituenti di altri organi del corpo o a tessuti patologici, come, ad esempio, i tessuti neoplastici[7].

Note

  1. ↑ (EN) Chung K., Kim S., Zalocusky K. A., Mattis J. H., Gradinaru V., Kalyanasundaram S., et al., Clarity: Technology for rapid, whole, intact-brain imaging with molecular phenotyping, su abstractsonline.com, 2012.
  2. ↑ Ando Kunie et al., Inside Alzheimer brain with CLARITY: senile plaques, neurofibrillary tangles and axons in 3-D, in Acta Neuropathologica, vol. 128, 2014, pp. 457–459, DOI:10.1007/s00401-014-1322-y.
  3. ↑ Zhang M. et al., Proceedings of the National Academy of Sciences USA, vol. 111, 2014, pp. E1149–58.
  4. ↑ Spence et al., Bringing CLARITY to gray matter atrophy, in Neuroimage, vol. 101, 2014, pp. 625–632, DOI:10.1016/j.neuroimage.2014.07.017.
  5. ↑ (EN) Chen F, Tillberg PW, Boyden ES, Tillberg PW, Boyden ES, Optical imaging. Expansion microscopy, in Science, vol. 347, n. 6221, 30 gennaio 2015, pp. 543-8, DOI:10.1126/science.1260088.
  6. ↑ (EN) Raju Tomer, Li Ye, Brian Hsueh & Karl Deisseroth, Advanced CLARITY for rapid and high-resolution imaging of intact tissues, in Nature Protocols, vol. 9, 2014, p. 1682–1697.
  7. 1 2 3 4 Nicola Nosegno, Il cervello in trasparenza, in «PEM-Piazza Enciclopedie Magazine», Istituto dell'Enciclopedia italiana Treccani, 11 aprile 2013. URL consultato l'11 novembre 2015 (archiviato dall'url originale il 1º giugno 2013).

Bibliografia

  • Nicola Nosegno, Il cervello in trasparenza, in «PEM-Piazza Enciclopedie Magazine», Istituto dell'Enciclopedia italiana Treccani, 11 aprile 2013. URL consultato l'11 novembre 2015 (archiviato dall'url originale il 1º giugno 2013).

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