Nuevos avances en la microscopía facilitan la visualización del embrión en desarrollo
El desarrollo embrionario es un conjunto complejo de procesos celulares y morfogenéticos que están firmemente regulados en el espacio y en el tiempo. A pesar de los avances en las técnicas de biología molecular, la mayoría de los estudios en el campo de la biología del desarrollo carecen de la resolución celular necesaria o solo permiten llevar a cabo un estudio cualitativo empleando embriones fijados. Por tanto, no se dispone de información precisa sobre los mecanismos fundamentales implicados en las interacciones dinámicas y estocásticas entre grandes grupos de células. Es más, aún no se comprende del todo cómo las interacciones locales célula-célula motivan la aparición de estructuras altamente organizadas a nivel tisular. Para hacer frente a esta situación, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea INTOTOMORPHOGENESIS (In toto imaging of embryonic morphogenesis: Collective cell movements and symmetry breaking) estudiaron las cuestiones más complejas de la morfogénesis empleando un método dinámico a múltiples escalas. Para tal fin, estos emplearon sondas fluorescentes, la microscopía y el procesamiento de imágenes, haciendo posible la visualización de las dinámicas de grandes poblaciones celulares durante el desarrollo del embrión. El concepto de la imagen in toto proporcionó una oportunidad única para estudiar de una manera cuantitativa los mecanismos celulares desde el nivel celular y organular hasta el nivel de todo el organismo. Los principales obstáculos a los que tuvieron que hacer frente los investigadores fueron la potencial interferencia de la imagen in toto con la biología normal y la viabilidad de embrión. Además, la complejidad de los datos generados requirió realizar análisis informáticos. En este contexto, los investigadores desarrollaron una técnica de microscopía de fluorescencia de excitación por haz de luz láser de dos fotones que proporcionó una mejor profundidad de imagen, una mayor velocidad de adquisición de imágenes y una menor invasividad. Tras su validación en organismos modelo como el pez cebra o la mosca de la fruta, los investigadores emplearon esta técnica en varios estudios junto con herramientas adaptadas de procesamiento de imágenes y nuevos métodos de análisis de datos. En conjunto, está técnica permitió tanto el estudio preciso del desarrollo del corazón y la especificación del diseño corporal durante la embriogénesis como la obtención de imágenes funcionales del cerebro. Sin lugar a dudas, se trata de una herramienta muy potente que facilitará la investigación futura de preguntas biológicas básicas a un nivel de detalle sin precedentes.
Palabras clave
Microscopio, desarrollo del embrión, INTOTOMORPHOGENESIS, imagen in toto, morfogénesis
