Un ‘mini-cerebro’ 3D de siete meses de edad obtenido con un microscopio confocal para revelar la estructura de las neuronas individuales en su totalidad. Crédito: HEPIA
Revelar detalles de la estructura interna de los ‘mini-cerebros’ podría ayudar a acelerar los estudios de fármacos y ofrecer alternativas a algunas pruebas con animales.
Los ‘mini-cerebros’ son colecciones del tamaño de una cabeza de alfiler de varios tipos diferentes de células cerebrales humanas. Se utilizan como una herramienta que permite a los científicos aprender sobre cómo se desarrolla el cerebro, estudiar enfermedades y probar nuevos medicamentos. Se pueden cultivar ‘mini-cerebros’ personalizados a partir de células madre generadas a partir de una muestra de cabello o piel humanos y podrían arrojar luz sobre cómo progresa la enfermedad cerebral en un individuo y cómo esta persona puede responder a los medicamentos.
La investigación publicada hoy por un equipo de científicos e ingenieros de HEPIA y el Wyss Center for Bio and Neuroengineering, en la revista Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, ha revelado la anatomía interna detallada de los ‘mini-cerebros’, por primera vez.
“A pesar de los avances en el crecimiento de ‘mini-cerebros’, ha sido difícil comprender en detalle lo que está sucediendo en el interior, hasta ahora”, dijo el profesor Adrien Roux del Laboratorio de Ingeniería de Tejidos, HEPIA, autor principal del artículo.
“Por lo general, para mirar dentro de un ‘mini-cerebro’, lo cortamos finamente y lo vemos en un portaobjetos bajo un microscopio. Este es un proceso lento que puede dañar la muestra. Ahora, por primera vez, hemos producido imágenes 3D de alta resolución de neuronas individuales dentro de ‘mini-cerebros’ intactos, revelando su notable complejidad ”, agregó la Dra. Subashika Govindan, autora principal del artículo, quien llevó a cabo el trabajo en HEPIA y ahora es miembro de la carrera inicial de Wellcome DBT en el Instituto Indio de Tecnología de Madrás (IITM).
El equipo combinó una técnica novedosa para etiquetar neuronas individuales con un método para hacer que toda la muestra sea completamente transparente.
Microscopio de lámina de luz del Wyss Center. Crédito: Wyss Center
Aprovechando las capacidades de microscopía del Wyss Center, el equipo desarrolló un módulo personalizado de última generación, que incluye un portamuestras a medida y detectores de imágenes sensibles, para capturar imágenes en 3D de ‘mini-cerebros’ íntegros intactos, sin cortarlos. Luego pudieron visualizar y analizar la morfología 3D de neuronas específicas y su distribución anatómica dentro de los ‘mini-cerebros’.
La Dra. Laura Batti, Gerente de Instalaciones de Microscopía en el Centro Wyss dijo: “Los ‘mini cerebros’ humanos tienen una vida útil de más de un año y, con nuestra nueva capacidad para visualizarlos con más detalle, podemos imaginar beneficios como reducir algunas pruebas con animales “.
El nuevo enfoque también podría permitir la obtención de imágenes de un gran número de ‘mini-cerebros’, haciéndolo adecuado para la detección de alto rendimiento para el descubrimiento de fármacos o pruebas de toxicidad. Es reproducible y rentable y potencialmente podría ayudar a acelerar los estudios de medicina personalizada.
El artículo ‘Generación masiva, etiquetado de neuronas e imágenes 3D de minibrains’ de Subashika Govindan, Laura Batti, Samira F. Osterop, Luc Stoppini y Adrien Roux se publica en Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. DOI: 10.3389 / fbioe.2020.582650
Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.
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