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Mapear el cerebro, célula a célula, reducirá el tiempo de las biopsias de días a horas

Un grupo de ingenieros químicos y neurocientíficos del MIT han ideado una nueva fórmula para preservar el tejido biológico, permitiéndoles visualizar proteínas, ADN y otras moléculas dentro de las células así como mapear las conexiones entre las neuronas.

 Los investigadores demostraron que podían usar este método, conocido como Shield, para rastrear las conexiones entre las neuronas en una parte del cerebro que ayuda a controlar el movimiento y otras neuronas en todo el cerebro.

Shield rastrea las conexiones entre las neuronas en una parte del cerebro

«Al utilizar nuestra técnica, por primera vez, pudimos mapear la conectividad de estas neuronas a una resolución de una sola célula», dice Kwanghun Chung, profesor asistente de ingeniería química y miembro del Instituto de Ingeniería Médica y Ciencia del MIT y Picower, Instituto para el aprendizaje y la memoria. «Podemos obtener toda esta información multiescala y multidimensional del mismo tejido de manera totalmente integrada porque con Shield podemos proteger toda esta información».

Chung y sus colegas plantearon la hipótesis de que podrían preservar mejor el tejido utilizando moléculas llamadas poliepóxidos, moléculas orgánicas reactivas que a menudo se usan para producir pegamentos. Probaron varios poliepóxidos disponibles comercialmente y descubrieron uno que tenía rasgos estructurales distintivos que lo hacían ideal para sus propósitos.

El epóxido que eligieron tiene un esqueleto flexible y cinco ramas, cada una de las cuales puede unirse a ciertos aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas), así como a otras moléculas como el ADN y el ARN. La espina dorsal flexible permite que los epóxidos se unan a varios puntos a lo largo de las moléculas diana y formen enlaces cruzados con biomoléculas cercanas. Esto hace que las biomoléculas individuales y toda la estructura del tejido sean muy estables y resistentes al daño causado por el calor, el ácido u otros agentes dañinos. Shield también protege las propiedades clave de las biomoléculas, como la proteína fluorescente y la antigenicidad.

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Para proteger los tejidos cerebrales a gran escala y las muestras clínicas, los investigadores combinaron Shield con Switch, otra técnica que desarrollaron para controlar la velocidad de reacción química.

Esta nueva técnica permite procesar muestras de biopsias en unas cuatro horas

«Encontramos que este recubrimiento Shield mantiene las proteínas estables contra los estresantes», dice Chung. «Dado que podemos preservar toda la información que deseamos y podemos extraerla en múltiples etapas, podemos comprender mejor las funciones de los componentes biológicos, incluidos los circuitos neuronales».

La velocidad del procesamiento del tejido Shield significa que también es una promesa para realizar biopsias rápidas e informativas de muestras de tejido del paciente, dice Chung. Los métodos actuales requieren la incorporación de muestras de tejido con parafina, su corte y luego la aplicación de manchas que puedan revelar anomalías celulares y tisulares.

«La forma actual de hacer el diagnóstico de tejidos no ha cambiado en muchas décadas, y el proceso lleva días o semanas», dice Chung. «Al utilizar nuestra técnica, podemos procesar rápidamente muestras de biopsias intactas e inmuno-etiquetarlas con anticuerpos realmente específicos, clínicamente relevantes, y luego visualizar todo en alta resolución, en tres dimensiones. Y todo se puede hacer en cuatro horas «.

Tomado de Consalud.es

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