Mundo De Músculos Intrincados Revelado Dentro De La Pierna De Wee Worm

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Los científicos ahora pueden visualizar los interiores de estructuras que miden fracciones de un milímetro.

Cuando se observan con una magnífica ampliación, los pequeños organismos cuyas partes más pequeñas del cuerpo son demasiado diminutas para verse a simple vista se revelan en una complejidad impresionante. Y ahora, los científicos han desarrollado un método para observar estructuras internas que miden fracciones de un milímetro, e incluso pueden visualizarlas en tres dimensiones, una hazaña que antes era imposible.

Durante décadas, la exploración por tomografía computarizada (TC) de rayos X ha permitido a los científicos examinar de forma no invasiva el interior de los organismos y objetos, y modelarlos en 3D. Pero la tecnología solo funcionó en sujetos que tenían más de 500 nanómetros (un nanómetro es 1 mil millonésima parte de un metro o 400 mil millonésimas de pulgada).

Recientemente, los científicos desarrollaron un sistema de mesa Nano-CT capaz de capturar imágenes en 3D a una escala sin precedentes: 100 nanómetros. Sus límites se probaron recientemente en las minúsculas patas de un gusano de terciopelo, que miden solo 0,02 pulgadas (0,4 milímetros) de largo, y esta nueva tecnología visualizó con éxito fibras musculares individuales dentro de la pata del gusano, informaron los investigadores en un nuevo estudio. [Imágenes: Pequeña vida revelada en impresionantes fotos de microscopios]

Cuando un objeto se escanea por TAC, se toman múltiples imágenes de rayos X desde muchos ángulos, creando vistas en sección transversal de la estructura interna del objeto. Usando el procesamiento por computadora, estos "cortes" de imágenes individuales se combinan para reconstruir el interior de la imagen en 3D, de acuerdo con la Clínica Mayo.

Nano-CT utiliza nanotubos para enfocar los rayos X y visualizar objetos mucho más pequeños con una resolución más alta de lo que había sido posible con las tomografías computarizadas hasta ahora. A medida que el proceso crea un modelo 3D digital del objeto a partir de un solo escaneo, su uso es más económico y requiere menos tiempo que otros métodos de imágenes de alta resolución que solo pueden capturar imágenes en 2D en un solo plano, como la microscopía electrónica de barrido ( Los micros explicaron en el estudio SEM y microscopía de escaneo láser confocal (CLSM).

Imágenes de nano-TC de una pierna de gusano de terciopelo: la imagen de la izquierda muestra la superficie de la pierna, mientras que la imagen de la derecha revela fibras musculares dentro del tejido.

Imágenes de nano-TC de una pierna de gusano de terciopelo: la imagen de la izquierda muestra la superficie de la pierna, mientras que la imagen de la derecha revela fibras musculares dentro del tejido.

Crédito: Muller / Pfeiffer / TUM / Reproducido con permiso de PNAS

Los científicos probaron el sistema mirando dentro de las patas de los pequeños gusanos de terciopelo, animales de cuerpo blando que se parecen a los gusanos con múltiples grupos de extremidades. Son parte del grupo panarthropoda, que incluye artrópodos y tardígrados. Los escáneres revelaron que los pies de los gusanos contenían músculos circulares, como se había sugerido en estudios anteriores, pero que no se describieron meticulosamente, informaron los científicos.

"Nuestros datos confirman la existencia de estos músculos y revelan detalles de su posición, disposición y tamaño", escribieron los investigadores. Y las características de los músculos sugieren que se usan para extender las garras en los pies, pero la forma y función de la mayoría de los músculos del gusano de terciopelo aún son desconocidas, según el estudio.

Los diminutos gusanos de terciopelo tienen cuerpos y patas suaves y con forma de gusano, con puntas retráctiles.

Los diminutos gusanos de terciopelo tienen cuerpos y patas suaves y con forma de gusano, con puntas retráctiles.

Crédito: Müller / Pfeiffer / TUM

Los gusanos de terciopelo son un linaje antiguo que ha cambiado poco en 500 millones de años, y sus relaciones más cercanas en el árbol de la vida aún se están debatiendo, escribieron los científicos en el estudio. El coautor del estudio, Georg Mayer, jefe del Departamento de Zoología de la Universidad de Kassel, pudo evaluar a los científicos las perspectivas de la locomoción de los animales y ayudar a los investigadores a descubrir cómo evolucionaron las extremidades segmentadas en artrópodos. Dicho en un comunicado.

También podría haber aplicaciones biomédicas para esta tecnología, según Franz Pfeiffer, profesor de física biomédica en la Universidad Técnica de Munich (TUM) y miembro del Instituto de Estudios Avanzados TUM (TUM-IAS).

"Podremos examinar muestras de tejido para aclarar si un tumor es maligno", explicó Pfeiffer en la declaración.

"Una imagen no destructiva y tridimensional del tejido con una resolución como la de la nano-CT también puede proporcionar nuevos conocimientos sobre el desarrollo microscópico de enfermedades generalizadas como el cáncer", dijo Pfeiffer.

Los hallazgos fueron publicados en línea el 21 de noviembre en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

Artículo original sobre Ciencia viva.


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