• cono di crescita neuronale
• microscopia a scansione di conduttanza ionica

Nel corso dello sviluppo o della rigenerazione i neuroni accrescono i prolungamenti assonici differenziando alla loro estremità strutture provvisorie e molto mobili dette coni di crescita.
L’identificazione dei canali ionici nel cono di crescita è un problema di grande interesse in Neurobiologia perchè fornisce indicazioni sui meccanismi fisiologici messi in atto dal neurone per controllare la sua navigazione.
I coni di crescita sono formazioni fragili e di modesto spessore, pertanto l’applicazione delle tecniche di “patch-clamp“ per la registrazione di singoli canali ionici risulta critica.
Allo scopo di superare questa difficoltà abbiamo integrato le tecniche di patch-clamp con quelle di microscopia a scansione di conduttanza ionica (SICM), che permette un controllo automatico della distanza tra sonda e preparato con una risoluzione nanometrica.
Singoli corpi cellulari di neuroni del ganglio segmentale di Hirudo medicinalis sono stati isolati con tecniche meccaniche e posti in coltura per un periodo di due settimane. Entro due giorni circa dalla deposizione in coltura, i corpi cellulari emettono prolungamenti dotati di coni di crescita.
Nanopipette di vetro riempite di soluzione elettrolitica sono state utilizzate come sonde SICM per realizzare immagini 3D, con risoluzione sub-micrometrica, di singoli coni di crescita.
E’ stato valutato che l’altezza delle diverse regioni di un singolo cono è compresa tra 1 micrometro circa nel dominio centrale e 50 nanometri circa nel dominio periferico.
La SICM utilizza attuatori piezoelettrici linearizzati, quindi permette di riposizionare la nanopipetta in un punto prescelto della mappa topografica. Sfruttando questa proprietà, la stessa pipetta usata per costruire la mappa è stata successivamente usata come elettrodo da patch-clamp. E’ stata così registrata l’attività di singoli canali ionici di tasselli di membrana plasmatica isolati da regioni definite del cono di crescita.