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Dentro del cerebro de las moscas de la fruta
Utilizando tomografía de proyección óptica (OPT), los investigadores han producido imágenes tridimensionales de cerebros de moscas de la fruta en varias etapas de degeneración. Estas imágenes podrían algún día mejorar nuestra comprensión de una variedad de enfermedades neurodegenerativas en los seres humanos.
Cabeza de alfiler: Imagen tridimensional de una mosca de la fruta generada mediante tomografía de proyección óptica. Al emplear esta tecnología, los científicos ya no tienen que diseccionar las moscas a mano para observar cómo los cambios genéticos influyen en la pérdida de células cerebrales. El rojo representa el exoesqueleto transparente de la mosca, el verde representa los órganos anatómicos y el azul representa los lugares de activación genéticamente alterados.
Esperamos poder responder preguntas en el futuro sobre genes y proteínas que funcionan en enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson, dice Leeanne McGurk, estudiante de doctorado con la Consejo de Investigación Médica Unidad de Genética Humana, en Edinburg, Escocia, que trabajó en el proyecto de imágenes de la mosca de la fruta.
Las moscas de la fruta, o drosophila, se utilizan a menudo para estudiar la progresión de la enfermedad porque su esperanza de vida de un mes significa que las enfermedades progresan rápidamente y porque las moscas tienen muchos de los mismos genes que los humanos. Además, los defectos relacionados con la edad en los cerebros de las moscas producen pequeños agujeros, o neurovacuolas, en un proceso similar al que convierte cerebros humanos sanos en cerebros enredados de personas que padecen la enfermedad de Alzheimer. Pero diseccionar los cerebros de las moscas, que solo tienen un milímetro de diámetro, fue un proceso laborioso que a menudo dañaba el espécimen.
Así que el equipo decidió utilizar OPT para crear imágenes de los cerebros intactos de las moscas. La técnica había sido diseñada originalmente para crear imágenes de pequeños embriones de ratón y desde entonces se ha utilizado para examinar tejido de ratón adulto y algunos embriones humanos.
En este experimento, los investigadores primero tuvieron que blanquear al insecto, ya que tiene un exoesqueleto oscuro que evita que sea examinado con un microscopio normal. Luego, incrustaron la pequeña mosca en gel y la giraron lentamente 360 grados mientras una cámara tomaba 400 fotografías.
Esas fotografías se transformaron en imágenes 3-D, utilizando software también desarrollado bajo el paraguas del Consejo de Investigación Médica, la versión del Reino Unido de los Institutos Nacionales de Salud. Las imágenes mostraron claramente las neurovacuolas presentes en los cerebros de la mosca de la fruta: moscas de diferentes edades y estructuras genéticas parecían tener diferentes etapas de degeneración cerebral.
Según los investigadores, las imágenes cerebrales que crearon habrían sido imposibles con la tecnología tradicional. OPT funciona como un escáner CT de rayos X, solo que usa luz en lugar de rayos X, dice James Sharpe, uno de los autores del estudio y profesor de investigación en el Centro de Biología de Sistemas para la Regulación Genómica, en Barcelona, España. Esto contrasta con las técnicas tradicionales como la microscopía confocal, que escanea una sección de una muestra a la vez.
En microscopía confocal, intentas enfocarte muy nítidamente en un plano, tratando de minimizar el ruido de información que viene de arriba o de abajo, dice Sharpe. Sin embargo, dice, las imágenes OPT toman información visual de la mayor profundidad posible y luego usan la rotación para averiguar dónde se encuentran las diferentes partes de la imagen. Esto da una imagen mucho más detallada de la muestra. El estudio de los cerebros de la mosca de la fruta se publicó recientemente en la revista Biblioteca Pública de Ciencias ONE .
OPT también llena el vacío de imágenes: tradicionalmente, las muestras de entre 1 y 10 milímetros eran demasiado grandes para obtener imágenes con un microscopio confocal y demasiado pequeñas para colocarlas en un escáner de resonancia magnética. OPT también es menos costoso y, a veces, puede ofrecer imágenes de mayor resolución que un escáner de resonancia magnética.
Si bien puede colocar a un humano en un escáner de resonancia magnética, simplemente no tiene esa opción con algo mucho más pequeño, dice McGurk.
Por supuesto, existen limitaciones para el uso de OPT porque la resolución depende de la transparencia de la muestra. Algunos expertos en imágenes cerebrales dicen que, aunque esta tecnología puede ayudar a los científicos a comprender los mecanismos de la neurodegeneración, no se utilizará en los cerebros humanos adultos en el corto plazo.
Esto tiene muy poca aplicación clínica, ya que la luz tendría que atravesar la cabeza, dice Michael Weiner, que trabaja en imágenes de resonancia magnética del Alzheimer y otras enfermedades en el Centro médico de la Universidad de California en San Francisco . Creo que es una técnica que debe desarrollarse más [antes de que pueda usarse] para aplicaciones humanas.
Sharpe dice que el equipo ya está trabajando en formas de mejorar la resolución y el contraste.