Órganos Hechos Transparentes Con Nueva Técnica De Imagen

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El nuevo método conocido como clarity hace que los tejidos se vean a través de ellos sin destruir su estructura.

Por primera vez, los científicos han desarrollado una forma de hacer que los órganos sean transparentes a la luz y al mismo tiempo mantenerlos intactos, brindando una visión detallada de su estructura interna.

Usando la nueva técnica, los científicos imaginaron el cableado neurológico en el cerebro de un ratón. El método, conocido como CLARITY (tejido rígido hibridado con acrilamida intercambiado con lípidos claros, inmunotinción / compatible con hibridación in situ Tissue-hidrogel), se describió en línea hoy (10 de abril) en la revista Nature.

"El estudio de sistemas intactos con este tipo de resolución molecular y alcance global, para poder ver los detalles finos y el panorama general al mismo tiempo, ha sido un gran objetivo no alcanzado en biología, y un objetivo que CLARITY comienza a abordar". El líder del estudio, Karl Deisseroth, bioingeniería y psiquiatra de la Universidad de Stanford, dijo en un comunicado. [Video - Ver el cerebro del ratón transparente]

Tradicionalmente, la obtención de imágenes de órganos como el cerebro ha implicado cortarlos en secciones delgadas, lo que destruye las conexiones de larga distancia entre las células. Existen métodos para obtener imágenes de órganos completos e intactos, pero generalmente no son compatibles con los métodos para estudiar genes y otras cosas a nivel molecular. La nueva técnica permite a los científicos estudiar órganos intactos a diferentes escalas, desde lo más amplio hasta lo más detallado.

Viendo claramente

El método funciona eliminando el tejido adiposo que rodea a las células y las hace opacas, al tiempo que conserva la estructura del tejido. Primero, el tejido se empapa en una mezcla de productos químicos y se calienta ligeramente para formar una malla que mantiene todo en su lugar excepto las partes grasas. Las partes grasas se eliminan del tejido mediante la aplicación de un voltaje eléctrico que las extrae.

Esto deja el tejido intacto y virtualmente transparente, lo suficientemente claro para leer el texto. Luego se pueden agregar marcadores moleculares para colorear partes específicas del órgano transparente.

CLARIDAD transformación de un cerebro de ratón a la izquierda en un cerebro transparente pero intacto a la derecha. Se muestra superpuesta a una cita del gran neuroanatomista español Ramon y Cajal.

CLARIDAD transformación de un cerebro de ratón a la izquierda en un cerebro transparente pero intacto a la derecha. Se muestra superpuesta a una cita del gran neuroanatomista español Ramon y Cajal.

Crédito: Kwanghun Chung y Karl Deisseroth, Instituto Médico Howard Hughes / Universidad de Stanford

Deisseroth y su equipo utilizaron la técnica CLARITY para obtener imágenes del cerebro de un ratón adulto. La técnica les permitió ver conexiones neuronales de gran alcance y circuitos locales, así como detalles a nivel celular y molecular.

Luego, los científicos etiquetaron el tejido con marcadores moleculares para mostrar qué tan bien se conservaron las estructuras subyacentes. Además, el tejido se puede lavar y volver a etiquetar varias veces. Si bien la mayor parte del trabajo se realizó en un ratón, los científicos también utilizaron la técnica para obtener imágenes del cerebro de pez cebra y cerebros humanos post mortem.

CLARITY permite obtener imágenes a través de todo el cerebro intacto sin seccionar. Se muestra el etiquetado de proteínas fluorescentes amarillas de las neuronas principalmente de proyección (Thy1) en un cerebro de ratón intacto.

CLARITY permite obtener imágenes a través de todo el cerebro intacto sin seccionar. Se muestra el etiquetado de proteínas fluorescentes amarillas de las neuronas principalmente de proyección (Thy1) en un cerebro de ratón intacto.

Crédito: Kwanghun Chung y Karl Deisseroth, Instituto Médico Howard Hughes / Universidad de Stanford

El físico Winfried Denk, del Instituto Max-Planck para la Investigación Médica, en Alemania, calificó la nueva técnica como "un gran paso adelante en la microscopía óptica de todo el cerebro", y agregó que "parece resolver muchos de los problemas que afectaban al otro. Métodos utilizados para este fin ".

Los investigadores dicen que la técnica de imágenes permitirá una comprensión más profunda de la función del cerebro en la salud y la enfermedad. Las principales limitaciones de la técnica están en la óptica del microscopio, no en el tejido transparente en sí, dicen.

Deisseroth es uno de los 15 expertos en el equipo que está trazando metas para el proyecto de $ 100 millones para mapear la actividad en el cerebro humano anunciado el 2 de abril por el presidente Barack Obama.

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