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La scienza alla base della colorazione H&E: perché i nuclei delle cellule diventano blu?
La colorazione con ematossilina ed eosina (colorazione H&E in breve) è uno dei metodi di colorazione dei tessuti più importanti in istologia. Questa tecnica di colorazione è diventata nel tempo un punto di riferimento nella diagnosi medica, in particolare in campo patologico. I patologi spesso fanno affidamento su questo metodo di colorazione quando esaminano campioni bioptici per sospettare il cancro.
La colorazione H&E è costituita da due coloranti principali: eme ed eosina. L'eme colora principalmente il nucleo cellulare in viola-blu, mentre l'eosina colora di rosa il citoplasma e la matrice extracellulare, consentendo ai patologi di distinguere facilmente il nucleo dal citoplasma della cellula. Inoltre, il modello di colore colorato può anche rivelare la disposizione strutturale e la distribuzione cellulare del campione di tessuto, fornendo così informazioni istologiche fondamentali.
Questa tecnica di tintura è stata ampiamente utilizzata per la sua praticità ed efficacia fin da quando fu introdotta per la prima volta nel 1877 dal chimico Nicolaus Wissozky dell'Università Imperiale di Kazan in Russia.
Scopo di H&E
La procedura di colorazione H&E è diventata il principale metodo di colorazione in istologia perché è veloce ed economica da eseguire, pur essendo in grado di rivelare un gran numero di caratteristiche microanatomiche. Questa tecnica di colorazione non solo può essere utilizzata per diagnosticare una varietà di condizioni istopatologiche, ma può anche essere adattata agli effetti di una varietà di diverse condizioni di laboratorio e fissativi dei tessuti, rendendola estremamente preziosa nelle applicazioni pratiche.
Sebbene la colorazione H&E abbia un'ampia applicabilità, in alcuni casi complessi potrebbe essere necessario un metodo di colorazione più specifico per ottenere un contrasto più chiaro.
Modalità di applicazione
Esistono molti modi per preparare le soluzioni reagenti per la colorazione H&E e le procedure di colorazione possono variare da laboratorio a laboratorio. Sebbene non esista una procedura standard, una regola pratica è che il nucleo sarà solitamente colorato di blu, mentre il citoplasma e la matrice extracellulare appariranno rosa. Questo processo standardizzato può mantenere un elevato livello di coerenza tra diversi laboratori.
Dopo aver ottenuto i campioni di tessuto, questi vengono generalmente fissati, disidratati e incorporati in paraffina fusa, quindi tagliati in sezioni sottili utilizzando un microtomo. In questo processo, il campione viene fissato su un vetrino da microscopio, la sua porzione di paraffina viene rimossa con solvente, successivamente reidratato e infine preparato per la colorazione.
Risultati della colorazione
Il colorante eme fa sì che il nucleo della cellula appaia blu o viola intenso, mentre l'eosina colora il citoplasma e alcuni altri tessuti fino a cinque diverse tonalità di rosa. Ciò consente ai patologi di identificare efficacemente la struttura interna delle cellule durante l'osservazione. Vale la pena notare che i globuli rossi saranno colorati di un rosso molto brillante, il che li rende facili da identificare al microscopio.
Il principio della colorazione del nucleo risiede nella combinazione di un complesso colorante-metallo formato da eme e un sale metallico (solitamente un sale di alluminio) e DNA.
Meccanismo di colorazione
Sebbene l'eme, la forma ossidata dell'eme, sia la fonte primaria del colore, il processo di tintura prende ancora il nome dall'eme. Questo perché, quando l'eme si combina con un sale metallico, assume proprietà simili a un colorante positivo, mentre l'eosina è un colorante negativo e acido. La colorazione dei nuclei cellulari si basa principalmente sul legame tra i complessi di colore e il DNA. Questo processo differisce dal meccanismo di colorazione nucleare che utilizza alcuni coloranti positivi.
Inoltre, il colore bruno-giallastro che può apparire nel campione è causato da pigmenti endogeni come la melanina e la membrana basale richiede la colorazione PAS o una colorazione argento per mostrarlo chiaramente.
Esempi di colorazione H&E
Nel processo diagnostico, la colorazione H&E è ampiamente utilizzata per l'osservazione di diversi tessuti, inclusi tumori, infiammazioni e altre condizioni patologiche. Ciò non solo dimostra l'importanza di questo metodo di colorazione, ma consente anche ai professionisti di svolgere il suo ruolo importante negli scenari medici della vita reale.
La distribuzione dei colori di H&E e la rappresentazione delle strutture nel campione forniscono importanti informazioni sulla citologia e sull'istologia.
Con lo sviluppo della patologia digitale, la colorazione H&E non solo rimane il gold standard per la diagnosi in loco, ma mostra anche un nuovo potenziale nell'analisi dei dati e nell'elaborazione delle immagini. Di fronte a una tecnologia così ampiamente utilizzata, il meccanismo scientifico alla base solleva ancora molte domande, portandoci a chiederci: come continuerà questa tecnologia ad evolversi in medicina e a fornire diagnosi più accurate in futuro?
