Un impresionante mapa en 3D de los vasos sanguíneos y las células en el cráneo de un ratón podría ayudar a los científicos a crear nuevos huesos
Crédito: CC0 Public Domain
Los científicos de Johns Hopkins Medicine han usado químicos brillantes y otras técnicas para crear un mapa en 3D de los vasos sanguíneos y células «troncales» que se autorenuevan y que recubren y penetran en el cráneo de un ratón. El mapa proporciona ubicaciones precisas de vasos sanguíneos y células madre que los científicos podrían usar para reparar heridas y generar nuevos huesos y tejidos en el cráneo.
«Necesitamos ver qué sucede dentro del cráneo, incluidas las ubicaciones relativas de los vasos sanguíneos y las células, y cómo cambia su organización durante la lesión y con el tiempo», dice Warren Grayson, Ph.D., profesor de ingeniería biomédica y director del Laboratorio de Ingeniería de Tejidos Craneofaciales y Ortopédicos de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. Su laboratorio se centra en el desarrollo de biomateriales y el trasplante de células madre en el cráneo para recrear el tejido óseo faltante.
Otros científicos han proporcionado mapas de pequeñas porciones de vasos sanguíneos y células madre en el cráneo del ratón. «Sin embargo, una imagen más grande del cráneo nos brinda una mejor comprensión de toda la vasculatura y la distribución de los diferentes tipos de células madre», dice Alexandra Rindone, estudiante de posgrado en la Universidad y Escuela de Medicina Johns Hopkins y primera autora del artículo.
El nuevo mapa, publicado el 28 de octubre en Nature Communications, es una vista en 3D de la parte superior del cráneo de un ratón, su hueso craneal, o calvaria, que se compone de cuatro huesos craneales conectados.
Para crear el mapa, que incluye cientos de miles de células, los investigadores de Johns Hopkins usaron cuatro técnicas clave para identificar vasos y células.
Crédito: Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins
Primero, usaron inmunofluorescencia para marcar moléculas en la superficie de una variedad de vasos sanguíneos y células madre con un químico fluorescente o brillante.
Luego, los científicos usan un compuesto químico que ayuda a que la luz penetre en el cráneo sin dispersarse, un método llamado limpieza óptica del tejido. «Hace que el cráneo parezca vidrio», dice Rindone.
Para tomar la imagen en 3D, los científicos usaron un microscopio de hoja de luz, un dispositivo que toma imágenes de grandes secciones de tejido a alta resolución y alta velocidad. pero minimiza el fotoblanqueo. «Esta herramienta nos ayuda a evitar el deterioro del tinte fluorescente cuando los tejidos se exponen a fuentes de luz durante mucho tiempo», dice Rindone.
Finalmente, usaron un software de computadora para identificar y segmentar las estructuras celulares en 3D del cráneo y recrear las coordenadas espaciales y los volúmenes de las estructuras. «Esto nos muestra la prevalencia de células madre y óseas y su orientación en el cráneo», dice Rindone.
El mapa reveló nichos previamente desconocidos en el cráneo donde residen las células madre, particularmente cerca de estructuras llamadas canales transcorticales. , que son pequeños canales que penetran en el hueso del cráneo y conectan los revestimientos externos del cráneo con las cavidades en el centro que contienen la médula ósea.
Los científicos de Johns Hopkins están trabajando para adaptar el método de creación de mapas en 3D obtener imágenes del cráneo humano, lo cual es un desafío debido al gran tamaño del cráneo humano y la forma en que la luz lo atraviesa. Sin embargo, el método podría usarse para hacer mapas en 3D de tipos de células dentro de los huesos y otros tejidos humanos.
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El defecto congénito del cráneo se detalla en la descripción célula por célula. Más información: Alexandra N. Rindone et al, Imágenes cuantitativas en 3D del entorno microvascular craneal con resolución de una sola célula. , Comunicaciones de la naturaleza (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26455-w Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Cita: Un impresionante mapa 3D de sangre vasos y células en el cráneo de un ratón podrían ayudar a los científicos a crear nuevos huesos (18 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-stunning-3d-blood-vessels-cells.html documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.