Studio dell’effetto della tartrazina sulla trasparenza ottica di costrutti cellulari 3D a base di idrogel a base di alginato

Abstract

Le colture cellulari tridimensionali (3D) stanno acquisendo un ruolo sempre più importante nell’ambito dell’ingegneria tissutale e della ricerca biomedica, poiché rappresentano un modello biologico significativamente più realistico rispetto alle tradizionali colture bidimensionali. Tuttavia la presenza di una matrice 3D limita le tecniche di imaging ottico a causa dei fenomeni di assorbimento e diffusione della luce. Per superare tale limite, in questo lavoro è stato studiato un approccio volto a migliorare la trasparenza ottica di idrogel a base di alginato mediante immersione in soluzioni di tartrazina a differenti concentrazioni. Gli idrogel a base di alginato sono stati utilizzati per l’incapsulamento di cellule SH-SY5Y, una linea cellulare umana derivata da neuroblastoma. Le proprietà ottiche relative all’effetto della tartrazina sono state valutate mediante misure spettrofotometriche, osservazioni al microscopio ottico ed elaborazioni in MATLAB. La tartrazina è stata utilizzata per modificare le proprietà ottiche degli idrogel, al fine di migliorarne la trasparenza durante le analisi di imaging. Le misure spettrofotometriche indicano un miglioramento della trasparenza, particolarmente evidente nei campioni trattati con tartrazina 0,2M rispetto a quelli trattati con 0,3M. Tale comportamento potrebbe essere associato a un’interazione tra la tartrazina ad alta concentrazione e i costrutti cellularizzati, con effetti sulle proprietà ottiche del sistema. La vitalità cellulare, valutata qualitativamente mediante colorazione con Trypan Blue, è risultata paragonabile al controllo nei campioni trattati con 0,2 M, mentre a 0,3 M è stata osservata una riduzione della vitalità cellulare, suggerendo un possibile effetto della concentrazione più elevata. I risultati ottenuti mostrano come l’utilizzo della tartrazina possa contribuire a migliorare la trasparenza ottica degli idrogel, facilitando l’osservazione di strutture cellulari all’interno di campioni tridimensionali.

Three-dimensional (3D) cell cultures are gaining an increasingly important role in tissue engineering and biomedical research, as they represent a significantly more realistic biological model than traditional two-dimensional cultures. However, the presence of a 3D matrix limits optical imaging techniques due to light absorption and scattering phenomena. To overcome this limitation, this work investigated an approach aimed at improving the optical transparency of alginate-based hydrogels by immersion in tartrazine solutions at different concentrations. Alginate-based hydrogels have been used for the encapsulation of SH-SY5Y cells, a human cell line derived from neuroblastoma. The optical properties related to the effect of tartrazine were evaluated by spectrophotometric measurements, light microscopic observations and MATLAB processing. Tartrazine has been used to modify the optical properties of hydrogels, in order to improve their transparency during imaging analyses. Spectrophotometric measurements indicate an improvement in transparency, particularly evident in samples treated with 0.2M tartrazine compared to those treated with 0.3M. This behavior could be associated with an interaction between high-concentration tartrazine and cellularized constructs, with effects on the optical properties of the system. Cell viability, qualitatively assessed by Trypan Blue staining, was comparable to the control in samples treated with 0.2 M, while a reduction in cell viability was observed at 0.3 M, suggesting a possible effect of the higher concentration. The results obtained show how the use of tartrazine can help improve the optical transparency of hydrogels, facilitating the observation of cellular structures within three-dimensional samples.