Los investigadores de la Universidad de Zúrich han desarrollado un método novedoso para analizar las células y sus componentes llamado Iterative Indirect Immunofluorescence Imaging 4i. Esta innovación refina en gran medida la técnica estándar de imágenes de inmunofluorescencia utilizada en biomedicina y proporciona a los médicos una enorme cantidad de datos decada muestra individual.4i permite observar la distribución espacial de al menos 40 proteínas y sus modificaciones en la misma célula para cientos de miles de células simultáneamente en varios niveles, desde el tejido hasta el nivel de orgánulo.
Diez veces más proteínas visualizadas al mismo tiempo
"4i es la primera técnica de imagen que nos brinda una vista multiplexada de tejido a orgánulo de muestras biológicas. Podemos, por primera vez, vincular información multiplexada derivada a nivel tisular, celular y subcelular en un mismo experimento", dice Gabriele Gut, autora principal del estudio e investigadora postdoctoral en el Instituto de Ciencias de la Vida Molecular de la UZH.
La inmunofluorescencia IF usa anticuerpos para visualizar y ubicar proteínas en muestras biológicas. Mientras que el método IF generalmente marca tres proteínas, 4i usa anticuerpos estándar y microscopios de fluorescencia convencionales para visualizar diez veces más proteínas mediante hibridación iterativa y eliminaciónde anticuerpos de la muestra. "Imagine que los biólogos celulares son periodistas. Cada experimento es una entrevista con nuestras células. Con el IF convencional puedo hacer tres preguntas, mientras que con 4i puedo tener una discusión sobre más de 40 temas", explica Gabriele Gut.
El mapa proporciona una encuesta sistemática del paisaje celular
Una vez adquirida, la gran cantidad de datos también debe poder analizarse, el próximo obstáculo para los investigadores ". Generamos imágenes con resolución subcelular para miles de células para 40 canales para más de 10 condiciones de tratamiento. El humanoojo y cerebro no pueden procesar la complejidad biológica recopilada por 4i ".
Para aprovechar al máximo los datos 4i, Gabriele Gut desarrolló un nuevo programa de computadora para visualización y análisis llamado Mapas de proteínas multiplexadas. Extrae la señal de fluorescencia multiplexada para millones de píxeles y genera un mapa abstracto pero representativo de la distribución de proteínas multiplexadas encélulas.
Los investigadores pudieron generar un estudio sistemático del paisaje celular: lograron visualizar la organización espacial intracelular de la mayoría de los orgánulos de mamíferos a lo largo del ciclo celular y en diferentes microambientes.
Avanzando en la medicina de precisión
Las aplicaciones para los mapas de proteínas multiplexadas y 4i son múltiples, desde la investigación básica hasta la medicina de precisión. "Esperamos que los mapas de proteínas multiplexadas y 4i ayuden a los investigadores a comprender mejor los procesos que han estado en el centro de la investigación biológica durante décadas".dice Gut. Al mismo tiempo, los investigadores planean usar estas tecnologías para avanzar en las fronteras de la medicina de precisión, particularmente en el diagnóstico de cáncer y la selección de terapia.
Nuevo método ya aplicado en terapia tumoral
El nuevo método de análisis Iterative Indirect Immunofluorescence Imaging 4i también se puede usar para determinar los efectos de las sustancias farmacológicas en la organización y fisiología de las células. Actualmente se está utilizando en una colaboración de investigación traslacional con médicos y una compañía farmacéutica con elobjetivo de mejorar el resultado del tratamiento de pacientes con cáncer. Lucas Pelkmans, profesor del Instituto de Ciencias de la Vida Molecular de la UZH, y su equipo de investigación tienen como objetivo caracterizar las células tumorales de los pacientes que han sido tratados con diferentes medicamentos contra el cáncer. Los científicos esperan que los resultados del laboratorioproporcionará información para apoyar la toma de decisiones clínicas para el tratamiento individual de pacientes. Además, los investigadores planean implementar mapas de proteínas 4i y multiplexados en secciones de tejido de tumores para identificar biomarcadores relevantes y así mejorar los diagnósticos y pronósticos para pacientes con cáncer.
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Materiales proporcionados por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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