Estudio de la variación del desarrollo sensorial a partir de diferentes movimientos
Habitualmente, la clasificación de los distintos fenotipos de movimiento de C. elegans se han basado en el estudio de mutaciones y anotaciones manuales. Cuando una imagen se divide en varios segmentos, el conjunto de imágenes resultante puede emplearse para realizar una reconstrucción en 3D con algoritmos. El equipo del proyecto MECHANOSENSORYTREES (Role of mechanosensory touch-based cues on arborization of neuronal dendritic trees), financiado con fondos europeos, ha elaborado nuevos protocolos y sistemas para analizar de forma automática vídeos de helmintos en movimiento. La investigación de los mecanismos por los cuales los estímulos táctiles determinan el desarrollo de terminaciones nerviosas sensitivas (dendritas) presenta aplicaciones en numerosos campos como la genética del comportamiento y la neurociencia. En el proyecto MECHANOSENSORYTREES se elaboró un sistema de segmentación automática que combinaba intensidad, textura y tiempo a fin de proporcionar segmentaciones precisas mediante un modelo de campo aleatorio de Markov. Además, se diseñó una técnica estadística de imagen por ordenador para segmentar el árbol dendrítico mediante microscopía confocal láser de barrido. Los resultados mostraron una mayor eficacia que las técnicas tradicionales de segmentación y una definición del árbol dendrítico comparable a otros sistemas sofisticados. Se desarrolló también una técnica completamente automatizada para determinar el fenotipo de C. elegans sin necesidad de definir las características específicas del nematodo. Esta técnica emplea el algoritmo «scale-invariant feature transform» y representa en un histograma la comparación de un amplio rango de movimientos de deslizamiento del helminto frente a los mutantes. El algoritmo logró detectar diferentes cepas y mostró agrupaciones con el patrón esperado en función de las relaciones genéticas. Los resultados del estudio MECHANOSENSORYTREES se han publicado en varias revistas con comité de revisión como el Biophysical Journal y se han presentado en congresos. También se han divulgado en diversos simposios internacionales. Las alteraciones en el desarrollo y la actividad mecanosensorial pueden causar enfermedades como el síndrome de Down y el autismo. Los datos sugieren que tanto el medioambiente como la genética de la diferenciación neuronal determinan la morfología definitiva del árbol dendrítico. El estudio del desarrollo sensorial podría contribuir al diseño de tratamientos dirigidos.
Palabras clave
Caenorhabditis elegans, modelado, segmentación automática, árbol dendrítico, tratamiento dirigido
