Para comprender los mecanismos por los cuales las moléculas actúan en las células, o los efectos de las drogas en ellas, sería ideal poder rastrear moléculas individuales, incluso en qué parte de la célula se encuentran y qué modificaciones experimentan cuando las condiciones en elSin embargo, esto ha resultado difícil con las tecnologías existentes, particularmente dada la cantidad de tiempo requerido para realizar dicho monitoreo.
Un equipo de investigación centrado en la Universidad de Osaka, en colaboración con RIKEN, ha desarrollado un sistema que puede superar estas dificultades mediante la búsqueda automática, el enfoque, la obtención de imágenes y el seguimiento de moléculas individuales dentro de las células vivas. El equipo demostró que este enfoque podría analizarcientos de miles de moléculas individuales en cientos de células en un período corto, proporcionando datos confiables sobre el estado y la dinámica de las moléculas de interés.
Para el desarrollo de este método, reportado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , el equipo utilizó un sistema basado en inteligencia artificial, que incluía el entrenamiento de redes neuronales para aprender a enfocarse correctamente en una muestra y buscar células automáticamente, seguido por el seguimiento de moléculas marcadas con fluorescencia individual con un microscopio de fluorescencia de reflexión interna total.
El equipo probó este sistema en una proteína receptora llamada EGFR, que es más o menos libre de moverse a lo largo de la membrana plasmática en la que se expresa dependiendo de si ha sufrido una cierta modificación. Sus hallazgos mostraron que el sistema podría diferenciar entrecondiciones de modificación y no modificación mediante el seguimiento de los movimientos de los receptores individuales en las membranas.
"Utilizamos los resultados obtenidos por nuestro sistema para calcular los parámetros farmacológicos, como los que reflejan la eficacia de los medicamentos y la velocidad con la que las moléculas se difunden desde su ubicación inicial", dice el autor correspondiente Masashiro Ueda de la Universidad de Osaka ". Los hallazgoscoincidió con los valores obtenidos en estudios anteriores utilizando métodos tradicionales intensivos en mano de obra, respaldando el valor de este sistema ".
"Un beneficio importante de este enfoque es que los efectos de los ligandos e inhibidores en un objetivo pueden cuantificarse a nivel de molécula única", agrega Ueda. "La automatización proporcionada por este enfoque significa que una gran cantidad de objetivos expuestos atales moléculas pueden caracterizarse a bajo costo, aumentando la confiabilidad de los resultados "
Como trabajo futuro, el equipo espera aplicar este sistema a la monitorización de moléculas individuales en otras partes de la célula, como el núcleo y los orgánulos, utilizando otros microscopios ópticos. El sistema también debería ser aplicable clínicamente para una detección fiable de todo el genomay para pruebas farmacológicas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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