Visiblemente más movimiento: investigadores desarrollan un nuevo microscopio para células inmunitarias
Análisis de alto rendimiento de sustancias farmacológicas: 60 veces más rápido que los microscopios convencionales
Las células inmunitarias combaten agentes infecciosos, por ejemplo, o buscan cánceres en desarrollo. Para ello, viajan constantemente por los tejidos de nuestro cuerpo. Sin embargo, en el lugar equivocado, células inmunitarias como los granulocitos neutrófilos también pueden causar daños: Si estos glóbulos blancos se infiltran en los tumores, suele empeorar el pronóstico de los pacientes. Por ello, los pacientes podrían beneficiarse de fármacos que impidan que los neutrófilos migren a los tumores. Hasta ahora, este comportamiento migratorio sólo podía investigarse mediante videomicroscopía convencional. Con esta técnica, una sola lente observa el movimiento de las células bajo el microscopio, una muestra cada vez, en secuencia. Investigadores de la Universidad de Duisburgo-Essen (UDE) y del Instituto Leibniz de Ciencias Analíticas (ISAS) han desarrollado ahora un microscopio para el análisis de alto rendimiento de sustancias farmacológicas. Esto les permite analizar simultáneamente 64 y, en el futuro, 384 muestras. Han presentado su microscopio ComplexEye en Nature Communications. "Si supiéramos cómo se pueden controlar los neutrófilos, muchas enfermedades serían más fáciles de tratar", afirma el Prof. Dr. Matthias Gunzer, Director del Instituto de Inmunología Experimental e Imagen (UDE) y Jefe del Departamento de Bioespectroscopia del ISAS. Sin embargo, hasta ahora se carecía de métodos de examen que permitieran avanzar en este tipo de investigación, especialmente en el caso de las células inmunitarias pequeñas y de migración rápida. Gunzer y sus coautores han logrado ahora aumentar drásticamente la velocidad de los análisis de migración mediante la técnica ComplexEye. Es 60 veces más rápida que los microscopios convencionales.
"En nuestras pruebas, pudimos analizar las muestras unas 60 veces más rápido de lo que habría sido posible con la microscopía de vídeo convencional", explican los dos autores principales, Zülal Cibir y Jaqueline Hassel (UDE). Para investigar la influencia de los principios activos farmacéuticos existentes en la migración de neutrófilos, los investigadores de Essen probaron unos 1.000 principios activos de una biblioteca de sustancias del Lead Discovery Centre de Dortmund. Los expertos en IA de ISAS programaron un software a medida para el análisis posterior. Utilizando el sistema ComplexEye apoyado por IA, los investigadores identificaron 17 sustancias que pueden influir fuertemente en la movilidad de los neutrófilos humanos en sólo cuatro días.
ComplexEye: otros procedimientos de diagnóstico posibles
Los hallazgos tienen inicialmente un valor científico básico, pero los investigadores esperan que abran muchas nuevas posibilidades terapéuticas. "Con unos pequeños ajustes, el ComplexEye puede utilizarse también para otras células, por ejemplo para controlar la progresión de enfermedades y reconocer señales de alerta temprana de una exacerbación de infecciones, como una inminente intoxicación sanguínea", afirma el inmunólogo Gunzer.
Sobre ComplexEye
Científicos de la Facultad de Medicina, el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Tecnología de la Información de la UDE y el ISAS de Dortmund colaboraron estrechamente para desarrollar el ComplexEye. "El reto consistía en construir microscopios miniaturizados, hacerlos móviles y ensamblarlos tan estrechamente en un sistema que pudieran grabar vídeos de cada una de las 384 cámaras de una placa de pocillos, un casete de examen habitual", explica el Dr. Reinhard Viga, del Departamento de Componentes y Circuitos Electrónicos de la UDE. El ingeniero eléctrico se encargó de la construcción técnica del nuevo microscopio. Como el ojo compuesto de una mosca, el ComplexEye se mueve bajo la placa de pocillos y toma simultáneamente imágenes con todos los objetivos a intervalos de ocho segundos. A continuación, los investigadores combinan estas imágenes en un vídeo time-lapse. A continuación, los investigadores utilizan la IA para rastrear las células migratorias visibles en estos vídeos. En el futuro, el ComplexEye se ampliará para incluir lentes adicionales que permitan captar aún más imágenes.
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 Alemán se puede encontrar aquí.
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