WildDISCO: Visualización de cuerpos enteros con un detalle sin precedentes
Integración de la IA: Predicción de la progresión de enfermedades sin el uso de modelos animales en la investigación
Los investigadores han desarrollado un nuevo método denominado wildDISCO que utiliza anticuerpos estándar para cartografiar todo el cuerpo de un animal mediante marcadores fluorescentes. Esta técnica revolucionaria proporciona mapas tridimensionales detallados de las estructuras, arrojando nueva luz sobre los complejos sistemas biológicos y las enfermedades. WildDISCO tiene el potencial de transformar nuestra comprensión de los intrincados procesos de la salud y la enfermedad y allana el camino a interesantes avances en la investigación médica. Esta tecnología se presenta ahora en Nature Biotechnology.
En el pasado, los científicos recurrían a animales modificados genéticamente o a etiquetas especializadas para hacer visibles estructuras y células específicas de interés en todo el cuerpo de un animal. Pero estos métodos son caros y su creación requiere mucho tiempo, sobre todo cuando se trata de sistemas que abarcan todo el cuerpo, como el sistema nervioso. Un equipo de científicos del Helmholtz de Múnich, el Hospital Universitario LMU y la Ludwig-Maximilians Universität München (LMU) ha introducido ahora un nuevo método denominado wildDISCO, que utiliza anticuerpos estándar para cartografiar cuerpos enteros de ratones. Esto permite, en última instancia, la creación de mapas tridimensionales detallados de estructuras normales y enfermas en cuerpos de mamíferos de una manera fácil de usar y rentable.
En detalle, el flujo de trabajo de wildDISCO incluye la distribución de anticuerpos acoplados a una etiqueta de fluorescencia en todo el cuerpo de un animal que ya no vive mediante perfusión de la vasculatura sanguínea, seguida de limpieza óptica del animal y microscopía de fluorescencia de lámina de luz. Los científicos detectan una señal de fluorescencia cuando un anticuerpo específico se une a la estructura, molécula o célula de interés. Las herramientas informáticas avanzadas crean mapas de todo el cuerpo de todos los lugares específicos en los que una molécula de interés está presente en todo el organismo.
Un factor crucial para el éxito de este proyecto fue encontrar la manera de distribuir uniformemente un anticuerpo bastante grande de forma homogénea por todas las células de un animal. El Prof. Ali Ertürk y su equipo identificaron un compuesto específico que mejora la permeabilidad de la membrana celular y facilita la penetración profunda y uniforme de anticuerpos estándar sin agregación. Ali Ertürk explica la visión que hay detrás del proyecto: "Saber dónde se expresa cada proteína en el organismo es esencial para desarrollar una comprensión global de cómo funciona el cuerpo y qué falla en las enfermedades complejas".
WildDISCO ofrece mapas corporales en línea a la comunidad científica
Gracias a wildDISCO, los investigadores pudieron crear mapas detallados de estructuras celulares que dieron lugar a atlas corporales completos de ratones, centrados en el sistema nervioso, los vasos linfáticos, los vasos sanguíneos y las células inmunitarias. Con este enfoque, ya descubrieron que el microbioma intestinal desempeña un papel importante en el desarrollo del sistema nervioso entérico. También cartografiaron las estructuras linfoides asociadas a tumores (TLS) en relación con la propagación del cáncer de mama, lo que permitirá comprender cómo afectan estas estructuras a la respuesta inmunitaria frente a los tumores.
Además, estos atlas no sólo se utilizan en el Helmholtz de Múnich, sino que tienen un impacto significativo en toda la comunidad científica. Por ello, las imágenes de alta resolución están disponibles en su sitio web como atlas en línea. Los primeros autores, los doctores Hongcheng Mai y Jie Luo, del laboratorio Ertürk del Helmholtz de Múnich, destacan las ventajas de los atlas de cuerpo entero: "Nuestros atlas en línea ya han generado datos para artículos publicados. Otros científicos han obtenido datos críticos de nuestros atlas, ahorrando tiempo, recursos y reduciendo el uso de animales."
Integración de la IA: Predicción de la progresión de enfermedades sin el uso de modelos animales en la investigación
El método ya puede facilitar la modelización de sistemas biológicos y enfermedades complejas, por ejemplo esbozando la trayectoria de la metástasis del cáncer y si los tratamientos diseñados llegan a todas y cada una de las micrometástasis del cáncer. Actualmente, el equipo Helmholtz de Múnich trabaja para mejorar aún más las capacidades de wildDISCO. Los científicos prevén que en el futuro la tecnología permita, por ejemplo, el uso simultáneo de numerosos anticuerpos para posibilitar el modelado conjunto de sistemas complejos múltiples.
Además, los datos de imágenes a gran escala y de alta calidad generados por wildDISCO son necesarios para el entrenamiento de algoritmos de inteligencia artificial (IA), que prosperan con grandes conjuntos de datos. "Ahora imagina lo que podemos hacer con estos mapas si los combinamos con la potencia del aprendizaje profundo", afirma Ertürk. El equipo se ha comprometido a aprovechar el poder de la IA para simular sistemas biológicos complejos, con el objetivo final de comprender las enfermedades y desarrollar nuevos tratamientos de manera más eficiente a través de predicciones computacionales sin necesidad de más experimentos con animales.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
