Los investigadores de Gladstone desarrollan una nueva tecnolog\u00eda para estudiar m\u00e1s f\u00e1cilmente los factores que pueden conducir a la muerte celular, en condiciones que incluyen enfermedades neurodegenerativas. Cr\u00e9dito: Michael Short\/Gladstone Institutes <\/p>\n
Es sorprendentemente dif\u00edcil saber cu\u00e1ndo una c\u00e9lula cerebral est\u00e1 muerta. Las neuronas que parecen inactivas y fragmentadas bajo el microscopio pueden persistir en una especie de limbo de vida o muerte durante d\u00edas, y algunas de repente comienzan a emitir se\u00f1ales nuevamente despu\u00e9s de parecer inertes. Para los investigadores que estudian la neurodegeneraci\u00f3n, esta falta de una declaraci\u00f3n precisa del \u00abmomento de la muerte\u00bb de las neuronas hace que sea dif\u00edcil precisar qu\u00e9 factores conducen a la muerte celular y detectar medicamentos que podr\u00edan evitar que las c\u00e9lulas envejecidas mueran. <\/p>\n
Ahora, los investigadores de Gladstone Institutes han desarrollado una nueva tecnolog\u00eda que les permite rastrear miles de c\u00e9lulas a la vez y determinar el momento preciso de la muerte de cualquier c\u00e9lula del grupo. El equipo demostr\u00f3, en un art\u00edculo publicado en la revista Nature Communications, que el enfoque funciona en c\u00e9lulas de roedores y humanos, as\u00ed como en peces cebra vivos, y puede usarse para seguir las c\u00e9lulas durante un per\u00edodo de semanas a meses.<\/p>\n
\u00abObtener una hora precisa de la muerte es muy importante para desentra\u00f1ar la causa y el efecto en las enfermedades neurodegenerativas\u00bb, dice Steve Finkbeiner, MD, Ph.D., director del Centro de Sistemas y Terap\u00e9utica de Gladstone y autor principal de ambos nuevos estudios. \u00abNos permite descubrir qu\u00e9 factores est\u00e1n causando directamente la muerte celular, cu\u00e1les son incidentales y cu\u00e1les podr\u00edan ser mecanismos de adaptaci\u00f3n que retrasan la muerte\u00bb.<\/p>\n
En un art\u00edculo complementario publicado en la revista Science Advances, los investigadores combinaron la tecnolog\u00eda de sensores celulares con un enfoque de aprendizaje autom\u00e1tico, que le ense\u00f1a a una computadora a distinguir c\u00e9lulas vivas y muertas 100 veces m\u00e1s r\u00e1pido y con mayor precisi\u00f3n que un ser humano.<\/p>\n
\u00abA los estudiantes universitarios les llev\u00f3 meses analizar este tipo de datos lado, y nuestro nuevo sistema es casi instant\u00e1neo, en realidad funciona m\u00e1s r\u00e1pido de lo que podemos adquirir nuevas im\u00e1genes en el microscopio\u00bb, dice Jeremy Linsley, Ph.D., l\u00edder del programa cient\u00edfico en el laboratorio de Finkbeiner y el primer autor de ambos nuevos art\u00edculos.<\/p>\n
Ense\u00f1ando nuevos trucos a un viejo sensor<\/p>\n
Cuando las c\u00e9lulas mueren, sea cual sea la causa o el mecanismo, finalmente se fragmentan y sus membranas se degeneran. Pero este proceso de degradaci\u00f3n lleva tiempo, lo que dificulta que los cient\u00edficos distingan entre las c\u00e9lulas que han dejado de funcionar hace mucho tiempo, las que est\u00e1n enfermas y muriendo y las que est\u00e1n sanas.<\/p>\n
Los investigadores suelen utilizar etiquetas o colorantes fluorescentes. seguir las c\u00e9lulas enfermas con un microscopio a lo largo del tiempo y tratar de diagnosticar d\u00f3nde se encuentran dentro de este proceso de degradaci\u00f3n. Se han desarrollado muchos tintes indicadores, tinciones y etiquetas para distinguir las c\u00e9lulas que ya est\u00e1n muertas de las que todav\u00eda est\u00e1n vivas, pero a menudo solo funcionan durante cortos per\u00edodos de tiempo antes de desvanecerse y tambi\u00e9n pueden ser t\u00f3xicos para las c\u00e9lulas cuando se aplican.<\/p>\n
\u00abRealmente quer\u00edamos un indicador que dure toda la vida \u00fatil de una c\u00e9lula, no solo unas pocas horas, y luego brinde una se\u00f1al clara solo despu\u00e9s del momento espec\u00edfico en que la c\u00e9lula muere\u00bb, dice Linsley.<\/p>\n
Linsley, Finkbeiner y sus colegas cooptaron sensores de calcio, originalmente dise\u00f1ados para rastrear los niveles de calcio dentro de una c\u00e9lula. A medida que una c\u00e9lula muere y sus membranas se vuelven permeables, un efecto secundario es que el calcio se precipita hacia el citosol acuoso de la c\u00e9lula, que normalmente tiene niveles relativamente bajos de calcio.<\/p>\n
Entonces, Linsley dise\u00f1\u00f3 los sensores de calcio para residir en el citosol, donde emitir\u00edan fluorescencia solo cuando los niveles de calcio aumentaran a un nivel que indica muerte celular. Los nuevos sensores, conocidos como indicadores de muerte gen\u00e9ticamente codificados (GEDI, pronunciado como Jedi en Star Wars), podr\u00edan insertarse en cualquier tipo de c\u00e9lula y se\u00f1alar que la c\u00e9lula est\u00e1 viva o muerta durante toda su vida \u00fatil.<\/p>\n
Para probar la utilidad de los sensores redise\u00f1ados, el grupo coloc\u00f3 bajo el microscopio grandes grupos de neuronas que conten\u00edan GEDI. Despu\u00e9s de visualizar m\u00e1s de un mill\u00f3n de c\u00e9lulas, en algunos casos propensas a la neurodegeneraci\u00f3n y en otros expuestas a compuestos t\u00f3xicos, los investigadores encontraron que el sensor GEDI era mucho m\u00e1s preciso que otros indicadores de muerte celular: no hubo un solo caso en el que el sensor fuera se activ\u00f3 y una c\u00e9lula permaneci\u00f3 viva. Adem\u00e1s, adem\u00e1s de esa precisi\u00f3n, GEDI tambi\u00e9n pareci\u00f3 detectar la muerte celular en una etapa m\u00e1s temprana que los m\u00e9todos anteriores, cerca del \u00abpunto de no retorno\u00bb para la muerte celular.<\/p>\n
\u00abEsto le permite separar c\u00e9lulas vivas y muertas\u00bb. c\u00e9lulas de una manera que nunca antes hab\u00eda sido posible\u00bb, dice Linsley.<\/p>\n
Detecci\u00f3n de muerte sobrehumana<\/p>\n
Linsley mencion\u00f3 GEDI a su hermano Drew Linsley, Ph.D., profesor asistente en la Universidad de Brown que se especializa en aplicar inteligencia artificial a datos biol\u00f3gicos a gran escala. Su hermano sugiri\u00f3 que los investigadores usen el sensor, junto con un enfoque de aprendizaje autom\u00e1tico, para ense\u00f1ar a un sistema inform\u00e1tico a reconocer c\u00e9lulas cerebrales vivas y muertas bas\u00e1ndose \u00fanicamente en la forma de la c\u00e9lula.<\/p>\n
El equipo combin\u00f3 los resultados de el nuevo sensor con datos de fluorescencia est\u00e1ndar en las mismas neuronas, y ense\u00f1aron a un modelo de computadora, llamado BO-CNN, a reconocer los patrones de fluorescencia t\u00edpicos asociados con el aspecto de las c\u00e9lulas moribundas. El modelo, seg\u00fan demostraron los hermanos Linsley, ten\u00eda una precisi\u00f3n del 96 % y era mejor que lo que pueden hacer los observadores humanos, y era m\u00e1s de 100 veces m\u00e1s r\u00e1pido que los m\u00e9todos anteriores para diferenciar c\u00e9lulas vivas y muertas.<\/p>\n
\u00abPara algunos tipos de c\u00e9lulas , es extremadamente dif\u00edcil para una persona darse cuenta de si una c\u00e9lula est\u00e1 viva o muerta, pero nuestro modelo inform\u00e1tico, al aprender de GEDI, pudo diferenciarlas en funci\u00f3n de partes de las im\u00e1genes que antes no sab\u00edamos que eran \u00fatiles para distinguir las c\u00e9lulas vivas de las muertas. c\u00e9lulas\u00bb, dice Jeremy Linsley.<\/p>\n
Tanto GEDI como BO-CNN ahora permitir\u00e1n a los investigadores llevar a cabo nuevos estudios de alto rendimiento para descubrir cu\u00e1ndo y d\u00f3nde mueren las c\u00e9lulas cerebrales, un punto final muy importante para algunas de las enfermedades importantes. Tambi\u00e9n pueden examinar f\u00e1rmacos por su capacidad para retrasar o evitar la muerte celular en enfermedades neurodegenerativas. O, en el caso del c\u00e1ncer, pueden buscar medicamentos que aceleren la muerte de las c\u00e9lulas enfermas.<\/p>\n
\u00abEstas tecnolog\u00edas cambian las reglas del juego en nuestra capacidad para comprender d\u00f3nde, cu\u00e1ndo y por qu\u00e9 ocurre la muerte en las c\u00e9lulas, \u00ab, dice Finkbeiner. \u00abPor primera vez, podemos realmente aprovechar la velocidad y la escala proporcionadas por los avances en microscop\u00eda asistida por robot para detectar con mayor precisi\u00f3n la muerte celular, y hacerlo mucho antes del momento de la muerte. Esperamos que esto pueda conducir a terapias m\u00e1s espec\u00edficas para muchas enfermedades neurodegenerativas que hasta ahora han sido incurables\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
C\u00f3meme: La se\u00f1al celular de la muerte M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Jeremy W. Linsley et al, Detecci\u00f3n de muerte celular superhumana con redes neuronales optimizadas con biomarcadores, Science Advances (2021) . DOI: 10.1126\/sciadv.abf8142 <\/p>\n Jeremy W. Linsley et al, Indicadores de muerte celular codificados gen\u00e9ticamente (GEDI) para detectar un compromiso irreversible temprano con la neurodegeneraci\u00f3n, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038\/s41467-021-25549-9 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature Communications , Science Advances <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Los investigadores de Gladstone desarrollan una nueva tecnolog\u00eda para estudiar m\u00e1s f\u00e1cilmente los factores que pueden conducir a la muerte celular, en condiciones que incluyen enfermedades neurodegenerativas. Cr\u00e9dito: Michael Short\/Gladstone Institutes Es sorprendentemente dif\u00edcil saber cu\u00e1ndo una c\u00e9lula cerebral est\u00e1 muerta. Las neuronas que parecen inactivas y fragmentadas bajo el microscopio pueden persistir en una … Continuar leyendo \u00abNueva tecnolog\u00eda asigna una \u00abhora de muerte\u00bb m\u00e1s precisa a las c\u00e9lulas\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-5057","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5057","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=5057"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5057\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5057"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5057"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5057"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}