Im\u00e1genes PET de tumores (c\u00edrculos discontinuos) en el cuerpo de un rat\u00f3n (derecha en corte transversal). Los investigadores utilizaron un sustrato radiactivo recientemente desarrollado para marcar c\u00e9lulas tumorales en un organismo vivo. Las c\u00e9lulas modificadas gen\u00e9ticamente para producir una enzima llamada SNAP-tag tomaron el marcador radiactivo (naranja), mientras que las c\u00e9lulas sin esta enzima no lo hicieron. Cr\u00e9dito: Depke et al. <\/p>\n
Los procesos y estructuras dentro del cuerpo que normalmente est\u00e1n ocultos al ojo pueden hacerse visibles a trav\u00e9s de im\u00e1genes m\u00e9dicas. Los cient\u00edficos utilizan im\u00e1genes para investigar las funciones complejas de las c\u00e9lulas y los \u00f3rganos y buscan formas de detectar y tratar mejor las enfermedades. En la pr\u00e1ctica m\u00e9dica diaria, las im\u00e1genes del cuerpo ayudan a los m\u00e9dicos a diagnosticar enfermedades y monitorear si las terapias est\u00e1n funcionando. Para poder representar procesos espec\u00edficos en el cuerpo, los investigadores est\u00e1n desarrollando nuevas t\u00e9cnicas para etiquetar c\u00e9lulas o mol\u00e9culas para que emitan se\u00f1ales que puedan detectarse fuera del cuerpo y convertirse en im\u00e1genes significativas. Un equipo de investigaci\u00f3n de la Universidad de M\u00fcnster ha adaptado por primera vez una estrategia de marcaje celular utilizada actualmente en microscop\u00eda, la llamada tecnolog\u00eda SNAP-tag, para su uso en im\u00e1genes de cuerpo entero con tomograf\u00eda por emisi\u00f3n de positrones (PET). <\/p>\n
Este m\u00e9todo etiqueta las c\u00e9lulas en dos pasos que funcionan para tipos de c\u00e9lulas completamente diferentes, como c\u00e9lulas tumorales e inflamatorias. Primero, las c\u00e9lulas se modifican gen\u00e9ticamente para producir una enzima llamada SNAP-tag en su superficie que es exclusiva de las c\u00e9lulas objetivo. A continuaci\u00f3n, la enzima se pone en contacto con un sustrato SNAP-tag adecuado. El sustrato se marca con un emisor de se\u00f1ales y se estructura qu\u00edmicamente para que la enzima lo reconozca y lo divida, lo que permite que el emisor de se\u00f1ales se transfiera a la enzima. En el proceso, la enzima se modifica para que ya no est\u00e9 activa y, como resultado, el emisor de la se\u00f1al permanece estrechamente acoplado a ella. \u00abA trav\u00e9s de su actividad biol\u00f3gica, la enzima SNAP-tag se marca a s\u00ed misma, por as\u00ed decirlo, esto sucede muy r\u00e1pidamente y sin alterar los procesos naturales del organismo\u00bb, explica Dominic Depke, estudiante de doctorado en biolog\u00eda y uno de los autores principales del nuevo estudio. <\/p>\n
En microscop\u00eda, los tintes fluorescentes se utilizan para marcar las c\u00e9lulas, pero en su mayor\u00eda no son adecuados para la obtenci\u00f3n de im\u00e1genes de todo el cuerpo porque sus se\u00f1ales se dispersan por capas de tejido m\u00e1s gruesas, por lo que ya no se pueden medir. Para resolver este problema, los cient\u00edficos sintetizaron un nuevo sustrato de etiqueta SNAP utilizando el emisor de se\u00f1ales radiactivas fl\u00faor-18. El equipo marc\u00f3 con \u00e9xito c\u00e9lulas tumorales en ratones mediante la inyecci\u00f3n de este sustrato en el organismo a trav\u00e9s del torrente sangu\u00edneo y luego pudo visualizar los tumores mediante im\u00e1genes PET. \u00abLo emocionante para nosotros acerca de la tecnolog\u00eda SNAP-tag es que abre la posibilidad de visualizar c\u00e9lulas codificadas gen\u00e9ticamente en el cuerpo con diferentes modalidades de imagen y en diferentes etapas temporales, lo llamamos imagen multiescala\u00bb, explica el profesor Michael Schfers, especialista en medicina nuclear. \u00abLas se\u00f1ales radiactivas del fl\u00faor-18 permanecen estables solo por un corto tiempo\u00bb, agrega el radioqu\u00edmico Dr. Christian Paul Konken, \u00abpero como podemos repetir el segundo paso de etiquetado, potencialmente podemos visualizar las mismas c\u00e9lulas una y otra vez durante d\u00edas y semanas\u00bb. \u00bb El alto nivel de detalle que proporciona la microscop\u00eda permite estudiar c\u00f3mo las c\u00e9lulas individuales se comunican entre s\u00ed. La visi\u00f3n general proporcionada por las im\u00e1genes de todo el cuerpo permite a los cient\u00edficos evaluar c\u00f3mo funcionan estas c\u00e9lulas como parte de los sistemas de \u00f3rganos completos. El tiempo puede revelar qu\u00e9 papel juegan los tipos de c\u00e9lulas individuales en la inflamaci\u00f3n, por ejemplo, cuando comienza, contin\u00faa y se resuelve. \u00abSolo combinando toda esta informaci\u00f3n podemos entender c\u00f3mo todo est\u00e1 conectado en el cuerpo\u00bb, dice Michael Schfers.<\/p>\n
Un peque\u00f1o comienzo con un gran potencial<\/p>\n
\u00abNuestras investigaciones son una primera paso, en el que hemos demostrado que el etiquetado de c\u00e9lulas con etiquetas SNAP funciona, en principio, en organismos vivos\u00bb, dice el profesor bioqu\u00edmico Andrea Rentmeister. \u201cLo que importa aqu\u00ed es que el sustrato se distribuya r\u00e1pidamente en el organismo y que se una exclusivamente a las c\u00e9lulas a estudiar\u201d. Los pr\u00f3ximos pasos cruciales ser\u00e1n probar cu\u00e1ntas c\u00e9lulas se necesitan para obtener una se\u00f1al lo suficientemente fuerte y si el m\u00e9todo tambi\u00e9n se puede usar para visualizar las c\u00e9lulas que se mueven dentro del organismo, en particular las c\u00e9lulas del sistema inmunitario. Si el enfoque sigue teniendo \u00e9xito, la t\u00e9cnica puede volverse importante para futuras investigaciones sobre inmunoterapias en las que las propias c\u00e9lulas inmunitarias del cuerpo se modifican gen\u00e9ticamente en el laboratorio para que puedan combatir una enfermedad espec\u00edfica. Estas terapias ya se est\u00e1n utilizando para el tratamiento del c\u00e1ncer y tambi\u00e9n tienen el potencial de ayudar a tratar enfermedades inflamatorias. Las im\u00e1genes podr\u00edan ayudar a desarrollar y mejorar dichos tratamientos.<\/p>\n
Cuando los cient\u00edficos presentaron sus resultados por primera vez en un simposio cient\u00edfico, se llevaron una sorpresa: colegas de Tbingen presentaron un estudio similar all\u00ed al mismo tiempo. Independientemente el uno del otro, ambos equipos de investigaci\u00f3n ten\u00edan la misma idea fundamental, un sustrato SNAP-tag marcado con fl\u00faor-18. Qu\u00edmicamente hablando, implementaron la idea de manera diferente, pero probaron los sustratos resultantes utilizando el mismo sistema de modelo biol\u00f3gico y llegaron a hallazgos similares. \u00abEsto muestra cu\u00e1n actual es nuestra pregunta y que nuestros resultados son reproducibles y realmente prometedores\u00bb, dice Michael Schfers. A\u00f1ade que el equipo de Tbingen est\u00e1 desarrollando nuevos m\u00e9todos de etiquetado para estudiar las c\u00e9lulas inmunitarias en el c\u00e1ncer, mientras que el equipo de Mnster se centra en las enfermedades inflamatorias, por lo que la investigaci\u00f3n se complementa muy bien. El equipo de investigaci\u00f3n de Mnster public\u00f3 su estudio en la revista cient\u00edfica Chemical Communications; solo unos d\u00edas despu\u00e9s, la publicaci\u00f3n de Tbingen se public\u00f3 en Pharmaceuticals.<\/p>\n
Creaci\u00f3n de un nuevo sustrato para la etiqueta SNAP<\/p>\n
Como todos los sustratos de la etiqueta SNAP, la mol\u00e9cula reci\u00e9n desarrollada es basado en bencilguanina a la que los cient\u00edficos unieron el is\u00f3topo radiactivo fl\u00faor-18, que, a su vez, es ideal para im\u00e1genes PET. \u00abNuestro objetivo era dise\u00f1ar la s\u00edntesis en unos pocos pasos r\u00e1pidos para obtener una se\u00f1al lo m\u00e1s fuerte posible. Debido a que el fl\u00faor-18 tiene una vida media corta, su radioactividad se reduce a la mitad cada 110 minutos\u00bb, explica Christian Paul Konken. Inicialmente, los cient\u00edficos encontraron que el fl\u00faor-18 no se adhiri\u00f3 a la posici\u00f3n deseada en la mol\u00e9cula. \u00abLa bencilguanina aparentemente era demasiado sensible para ser etiquetada directamente con fl\u00faor-18\u00bb, dice Lukas Rsner, estudiante de doctorado en bioqu\u00edmica, \u00abas\u00ed que primero etiquetamos una peque\u00f1a mol\u00e9cula que es insensible a las reacciones qu\u00edmicas necesarias, la fluoroetilazida, y luego la unimos a la bencilguanina usando un clic de reacci\u00f3n, que es muy r\u00e1pida y selectiva.\u201d<\/p>\n
Pruebas en probeta, cultivos celulares y el organismo<\/p>\n
Los cient\u00edficos comprobaron primero si el sustrato sintetizado se manten\u00eda estable al entrar en contacto con la sangre en el tubo de ensayo y luego examin\u00f3 c\u00f3mo las c\u00e9lulas interactuaban con el sustrato en las primeras pruebas pr\u00e1cticas en cultivos celulares. Al hacerlo, compararon c\u00e9lulas tumorales humanas a las que hab\u00edan incorporado gen\u00e9ticamente la enzima SNAP-tag con aquellas que no produc\u00edan la enzima. <\/p>\n
\u00abPudimos ver muy claramente que la radiactividad solo la absorb\u00edan las c\u00e9lulas que produc\u00edan la enzima SNAP-tag\u00bb, dice Dominic Depke. Finalmente, el equipo realiz\u00f3 estudios espec\u00edficos en ratones individuales. \u00abEste paso fue decisivo una vez m\u00e1s\u00bb, dice Michael Schfers, \u00abporque el comportamiento de una mol\u00e9cula en el complejo entorno biol\u00f3gico de un organismo vivo no se puede simular completamente en un cultivo celular o con \u00f3rganos producidos artificialmente\u00bb. <\/p>\n
Los cient\u00edficos pudieron demostrar que una vez que el sustrato se inyecta en el torrente sangu\u00edneo, se distribuye por el cuerpo muy r\u00e1pidamente. Adem\u00e1s, identificaron las v\u00edas por las que se excreta. Luego compararon c\u00f3mo las c\u00e9lulas tumorales con y sin la enzima SNAP-tag reaccionaron al sustrato en los organismos vivos. Para ello, las c\u00e9lulas tumorales se inyectaron bajo la piel de los ratones y se extrajeron de nuevo despu\u00e9s del examen para confirmar los resultados con autorradiograf\u00eda. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Un nuevo m\u00e9todo para obtener im\u00e1genes de c\u00e9lulas vegetales in vivo con prote\u00ednas etiquetadas con SNAP M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Dominic Alexej Depke et al, Un nuevo sustrato en el que se puede hacer clic marcado con 18F para C\u00e9lulas que expresan SNAP-tag por PET in vivo, Chemical Communications (2021). DOI: 10.1039\/D1CC03871K Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Chemical Communications <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de Mnster Cita<\/strong>: M\u00e9todo de etiquetado celular de microscop\u00eda adaptado para su uso en im\u00e1genes de cuerpo entero (2021 , 1 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-10-cell-method-microscopy-whole-body-imaging.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Im\u00e1genes PET de tumores (c\u00edrculos discontinuos) en el cuerpo de un rat\u00f3n (derecha en corte transversal). Los investigadores utilizaron un sustrato radiactivo recientemente desarrollado para marcar c\u00e9lulas tumorales en un organismo vivo. Las c\u00e9lulas modificadas gen\u00e9ticamente para producir una enzima llamada SNAP-tag tomaron el marcador radiactivo (naranja), mientras que las c\u00e9lulas sin esta enzima no … Continuar leyendo \u00abM\u00e9todo de etiquetado de c\u00e9lulas a partir de microscop\u00eda adaptado para su uso en im\u00e1genes de todo el cuerpo\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1507","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1507","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1507"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1507\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1507"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1507"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1507"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}